一個在科研上有悟性、耐得住的年輕人
——小記2017啟明星、復旦大學李偉博士

一個在科研上有悟性、耐得住的年輕人
——小記2017啟明星、復旦大學李偉博士

李偉，復旦大學青年研究員

起意訪問李偉還是因為2017年度啟明星授證儀式暨入選人員交流會，李偉所在的復旦大學是此次活動的承辦方，為籌辦此次活動，復旦這次入選的幾位啟明星出力甚多，尤其是李偉，那段時間常在2017星友群里見他張羅和聯絡大家，讓大家記住了這個復旦大學李偉。在交流會前的班委推選環節，李偉被推選為2017級啟明星班長。我目睹了選舉過程，在到場的近百位2017級星友中，李偉是最年輕的幾位星友之一。在強手如林的啟明星群體中，李偉各方面條件不能說是最拔尖的，肯定還有比他更優秀的人選，但是李偉選上了。盡管當選這個班長不會給入選者帶來名利上的多大好處，只是召集星友活動、為大家服務，但是2017級星友們記住了這位班長，也讓他成為此次“今日啟明星”的采訪人選。我在這次星友交流中已經物色了幾個人選，李偉是其中之一。約李偉做啟明星訪問還有一個緣由是他來自復旦大學趙東元院士團隊，從事的是介孔材料設計合成及其在催化、能源轉化與儲存應用方面的研究。趙老師是介孔材料研究領域最具有世界聲譽的學者之一，我十多年前曾有幸訪問過趙老師，現在聽到李偉也來自這個團隊，自然就更吸引我。

約好訪問時間后，李偉很周到，知道我們是坐地鐵去，他和同事一起開車到地鐵站接我們到復旦大學新江灣校區先進材料樓，還打印了自己的簡歷供我們了解。于是采訪馬上進入正題。

黑大實驗班奠基礎，付老師把我引進門

李偉，1986年出生于安徽銅陵的農家，父母都是農民，他上面有一個哥哥。從小學到高中，李偉在學習上都不吃力。受在中科大附中教化學的舅舅的影響，曾希望能考進位于合肥的中國科技大學念化學。在得知自己的成績難以進中科大的情況下，李偉選擇了黑龍江大學，那年黑大首次推出面向本科生的化學實驗班，但必須是各地考分前兩名者才能進這個班，李偉以當年安徽省考進黑大分數最高者入選該實驗班。說到一般人不太知道的黑龍江大學，李偉很是感念，特別是感謝自己的本科導師，也是當時黑龍江大學化學化工與材料學院院長付宏剛教授，他說：“付老師是我進入科研領域的最初領路人。是付老師讓我知道科研是怎么回事，并讓我對科研產生興趣。”化學實驗班的特色是從大一下學期就可以進實驗室跟著導師做課題，大二到大四這3年學習和科研并重。李偉很感激當時黑大推出這樣的教改舉措：“這3年的實驗，不僅使我比同齡同學更早地進入科學實驗之門、積累了實踐經驗，還對課本上的化學知識有更多的理解。”付老師當時的做法是讓師兄師姐們帶剛進實驗室的同學做實驗，讓學生們自己看文獻、設計實驗、分析數據，并隨時幫助他們分析和解決問題，引導學生自主發展。

回想起來，李偉很慶幸化學實驗班的嚴格規定，他把大部分課余時間都留在了實驗室，也讓他愛上了實驗室。在實驗室里，他經常有機會和高年級的師兄師姐們交流，這段特殊的實驗班生涯無意之中讓他度過了一段充實而有意義的大學生活，也讓他避開了大學新生或多或少存在的迷茫期。

由于得到付老師和師兄師姐們的指點，加上投入時間多，本科期間李偉就發表了兩篇SCI文章，這些積累對李偉日后的幫助不難想象。

臨近本科畢業，李偉的成績在學院排名第一，因此也獲得了保研的機會。當時學校有規定保研只能選本校，但付老師很開明地允許前幾名的學生可以保外校。李偉在本科生期間就知道復旦大學趙東元院士的名字，也經常研讀他的文章，那時在李偉心里趙老師是中國最牛的科學家之一。湊巧的是，趙東元老師和付宏剛老師是大學（吉林大學）同學，付老師也經常提起這位同窗。因此李偉心里暗暗有個夢，有朝一日能投到趙老師門下。現在有了可以保送外校研究生的機會，黑龍江大學愿意推薦李偉到復旦大學，但是復旦愿不愿意接收是另一回事，因為當時復旦有過規定非211大學的推免生一般不考慮。但此時發生的一件事讓黑龍江大學一個畢業生和復旦大學之間發生了聯系。當時（李偉畢業前）趙東元教授應他的大學同窗付宏剛之邀來黑大化學學院做一次學術報告，主題就是談介孔碳材料，報告非常系統前沿，大大拓展了李偉的眼界和對從事介孔材料研究的興趣。大會報告后，趙老師又應付老師邀請到課題組里和學生交流。得益于這兩次面對面的交流，李偉鼓起勇氣向趙老師表達了想報考他的研究生的愿望。趙老師當即表示很歡迎，并鼓勵李偉去復旦看看。

趙老師圓我復旦夢，挫折歷練勝財富

由于有了趙老師的推薦，李偉不需要參加研究生考試，只需面試和參加基礎實驗技能考試。通過這些面試和考試，李偉在2008年終于圓了到趙老師門下念研究生的夢。

趙老師對學生要求很高，但指導的方式很靈活，他會針對每個學生的特點給出因人而異的指導，如對本科就在復旦、有較好實驗技能培訓的學生要求會高一些，對李偉這樣外校來的學生，他會首先培養你的興趣，讓你有一段時間融入環境。一開始讓李偉印象很深而且有點難以適應的是，在定期的組會上每個學生都要交流近期閱讀文獻的體會，而且這個交流都要用英文講述，但這為他在后來參加各類國際會議上用流利的英文報告研究成果奠定了良好的基礎。第一學期趙老師讓李偉先熟悉介孔材料的合成和表征方法，學會分析數據，解決實驗過程中出現的問題，逐步理順思路，之后慢慢過渡到課題研究階段。進入博士論文方向選擇時，趙老師鼓勵他多看文獻，讓他自己提出研究方向和方案，只要大方向與介孔有關就可。

李偉花了半年時間確定了用有機-有機自組裝的方法來構建有序微孔碳材料，這是一個非常創新的課題，因為構建微孔（<2 nm）的模板劑就需要不斷摸索，這中間還涉及很多界面組裝，膠體化學等問題。期間李偉曾與趙老師討論過多次，這個課題得到趙老師的認可。在接下來的兩年多時間里，李偉分別用陽離子、陰離子、非離子等表面活性劑做模板，嘗試了各種合成方法試圖去構建有序微孔碳材料，但最終得到的結果不像李偉開始設想的那樣完美，差不多3年時間里，李偉沒有發一篇文章，而周圍好多同學大都發了不止一篇論文。李偉說：“當時我的壓力非常大，甚至一段時間里我都有點懷疑自己是不是合適做科研。”在李偉最困難的時候，趙老師的鼓勵給了他繼續走科研之路的信心。在我實驗沒有明顯進展而內心焦灼的時候，趙老師專門找我談，鼓勵我說：“即使不成功的科學實驗，暫時不能發表文章，也不要太在意，因為這并不意味著真正的‘失敗’，相反這在科學研究中是很正常的事，最重要的是從中挖掘出成功實驗所不能表達出來的知識，以及在這個過程中自我的理解、積累和成長，這才是你最大的財富。”

正是趙老師的鼓勵、寬容讓李偉重拾自信，也因為這兩年積累的大量實驗經驗讓李偉熟悉了膠體化學、界面化學和組裝化學等基本實驗合成方法與基本原理，并且閱讀了大量文獻，知道怎么去設計實驗，理清了研究思路。

在重新選論文方向時，李偉很快確定了把核殼基介孔氧化硅材料擴展到其他功能性材料，如介孔氧化鈦。所以根據他之前的理論功底和知識積累，選擇了溶膠-凝膠化學方法來構建氧化鈦基核殼結構的介孔材料，這個方向以前沒有人研究過。

后面就比較順了，通過細心耐心地調試實驗參數去均勻地包裹介孔氧化鈦，李偉終于找到了最佳的合成配方，并深入理解了包覆過程中蘊含的化學機理，他提出了一種動力學控制包覆的方法，將經典的Lamer成核生長模型應用到溶膠凝膠過程控制。這種方法是首次拓展St觟ber方法用來包裹金屬氧化物殼層，不僅簡單可重復，而且具有普適性，適用于包裹各種組成和形態的材料形成多功能核殼結構納米材料。這篇論文不僅讓李偉如期完成研究生階段的學習，而且在拿到數據后趙老師建議他撰文投到化學學科公認的高水平雜志《美國化學會志》（JACS）上，并最終被接受發表。這是李偉到復旦念研究生后的第一篇JACS文章。這個對李偉的鼓勵是非常大的。之后在趙老師的建議和指導下，李偉對上述體系又作了系統研究，調變了介孔氧化鈦殼層的納米結構、分子結構以及功能性等又先后發了兩篇文章，一篇發在JACS，一篇發在英國化學會的《材料地平線》（Materials Horizons）上。李偉進一步將這種方法拓展到納米粒子/石墨烯復合物的構建，提出了分離和分別控制實驗過程中反應步驟的方法，制備了超分散氧化鈦納米晶/石墨烯復合物，這一工作發表在2013年JACS上。之后，李偉首次構建了具有三明治夾心結構的介孔氧化鈦包覆石墨烯納米片和石墨烯包覆介孔氧化鈦空心球材料，它們在鋰離子電池應用上顯示出非常好的前景，相關工作分別發表在2015年JACS和《納米通訊》（Nano Letter）上。

2014年1月，李偉博士畢業。博士畢業往往是一個年輕人今后走什么路的關鍵節點。又是趙老師出于對自己這位學生人品、科研能力和悟性的認可，把很難得的留校名額給了李偉，具體是做趙老師的科研助手，給予的頭銜是青年副研究員。這也是當時學校為了引進人才而推出的政策：確實是科研需要，可以從博士中挑選少數人作為預引進人才留校。博士畢業簽了“預引進人才的合同”后，李偉自己聯系，并經趙老師推薦到加拿大多倫多大學做了1年的博士后研究，隨后又到韓國繼續做博士后研究，研究內容是新型碳材料設計合成和應用。2016年6月回國后，李偉回到趙老師課題組，并在當年被聘為青年研究員。

新的一頁徐展開，介孔應用天地寬

回來后，作為趙老師的助手，李偉希望繼續做介孔材料設計合成及其在催化、能源轉化和儲存應用方面的研究工作，這也是他原來的研究方向。為此，李偉利用實驗樓里邊邊角角的空間，慢慢搭建了電催化裝置、鋰電池測試裝置和光電催化評價等應用研究平臺。

采訪結束后他帶著我們去他正在一點一點搭建起來的實驗室去看看，有的是在管道區的旁邊、有的是在樓道轉角處的一塊空間，看得出來李偉對這些自己燕子銜泥般搭建起來的實驗空間很有期待，說到下一步自己想做的課題，李偉眼里是放光的：把介孔材料真正用起來是近年來趙老師最看重和最想做的一件事，我也是想盡力配合做些事。目前，趙老師課題組在微孔-介孔復合分子篩催化劑合成及在重油的催化裂化應用方面已有突破，與中石化合作已實現了千噸級生產；在有序介孔碳材料規模化合成并將其應用在超級電容器儲能方面也取得了重要進展。

李偉這次入選啟明星計劃的工作也是圍繞介孔材料的定向合成與能源轉化和儲存應用研究。除此之外，回國前后這兩年里，李偉先后得到國家自然科學基金委青年基金、上海市青年拔尖人才計劃和國家重點研發計劃青年項目（參與）等支持。

已過而立之年的李偉已發表的文章的數量和質量令人印象深刻：發表SCI論文80篇，其中第一/通訊作者論文26篇（含共同第一作者），包括Nature Rev. Mater.(1篇)，J.Am.Chem.Soc.(6篇)，Angew.Chem.Int. Ed.(2篇)，Adv.Mater.(3篇)，Nano Lett.(1篇)和Adv.Energy Mater.(3篇)等。論文被引5 000余次，H因子32，第一和通訊作者論文中有14篇為ESI高被引論文。還獲得了2015年度上海市優秀博士論文獎。

接下來在學術研究上，李偉想做一些系統的、有特色的工作，而目前這幾年的重點就是把趙老師的介孔材料用起來，不僅要創造新材料，而且要能積極推動其應用。

采訪結束時，聽說趙東元院士正好在，我們就去拜訪。盡管當著李偉的面讓導師評價自己的學生不是最恰當，但我還是提出了這一要求。趙院士毫不隱諱對李偉的偏愛，說把他留下來就是看重他有潛力，是一塊做科研的料。趙院士說：“他的家庭條件不是很好，同時也不是211大學畢業的，但是他后期很努力，非常有悟性，能把文獻的知識化為自己的知識，雖然剛開始遇到一些困難，但是一旦恢復自信就馬上能進入狀態。像李偉這樣的年輕人如果能持續努力下去，那他在科學上的前途不可限量。”

[江世亮、顧姚星采寫于2017.5.30]