窺探納米之美 跨越海峽圓夢
——記深圳大學高等研究院研究員李昇隆

干思思

從臺灣到深圳，跨越海峽。不同的城市，不僅有相同的膚色，也有相近的飲食和文化。2017年，為了圓自己的獨立科研夢，李昇隆從臺灣奔赴內地，在中國的創新活力之城深圳，開啟了表面材料與分析化學的科學前沿探索工作。

兩年多來，李昇隆聚焦納米薄膜材料的制備與其分析應用，以聚羧酸官能基的均苯三甲酸與其結構上的衍生物為研究素材，在國際和國內首次提出多重刺激協同控制表面超分子組裝結構轉換的概念，在超分子化學自組裝領域實現了重大突破。

源于興趣，樂在享受，成于發奮，志在遠方。對李昇隆而言，走進應用化學完全是因為興趣，從事科研工作本身就是一種生活，探索超分子化學的前沿科技就是一種生活上的“享受”。因此，他時時刻刻都在享受生活，熱衷生活。

和學生合影

突破關鍵技術超分子組裝的無限可能

物質材料與人類生活、科技產業息息相關。近年來，超分子化學在千變萬化的材料科學領域占有一席之地，探索分子材料相關的研究課題無論在基礎科研中還是實際應用層面都有著不可忽視的重要性。

分子自組裝是以分子作為單元建構物質的新概念，此一大自然物理現象，現今已演變成科學家創造物質材料的新策略。

控制超分子自組裝行為與落實其潛在應用價值是當今科學進展中重要的前沿議題，Science期刊曾于2005年夏提出了未來25年科學家將面對的top 25重要科學難題。其中，唯一與化學相關的是由Service R.F.教授撰稿提出的“我們能夠推動化學自組裝走多遠？”

2020年6月，李昇隆課題組利用一系列實驗結果，突破了超分子結構的這一核心問題。他們發現，可通過添加少量高極性溶劑來控制與加速超分子排列結構之間的相互轉換。這一重要科研成果論文被發表在英國皇家化學期刊Chem. Commun.上，引起世界化學與材料界的廣泛關注。

事實上，過去十年來，控制分子材料組裝結構手段不斷推陳出新，一方面可以從有機合成化學角度思考，化學家致力于合成出具有超分子非共價鍵結作用力的分子單元；另一方面可以從材料化學觀點切入問題，材料科學家通過利用不同的外界刺激或環境變因，以此為控制手段達到操控分子單元，并借此進一步引導超分子組裝過程。

不可忽略的是，通過發展超分子化學，數以萬計的分子種類可借由合成化學精巧設計創造制備，分子單元可借由非共價鍵結方式，輕易形成井然有序且具有潛在應用價值的功能性組裝結構，不同的分子組織結構可導致差異迥然的材料性質，分子為單元的結構具有相當的潛力發展下一世代高科技產業。

在超分子化學中，因物質組成元素與其聚集狀態能直接影響材料的光、電、磁等特性，探索與發展能準確調控微納米尺度物質的方法一直是材料領域的前沿課題，突破控制超分子組裝結構將引領推動未來納米科技。無論是國際還是國內，這一課題中對超分子結構的刺激響應是這一領域亟須突破的關鍵技術，一直處于啟蒙階段。

李昇隆課題組此前已在這一領域接連取得重要進展并發表科研成果，獲得國家自然科學基金面上項目等資助，他們以“多重刺激協同控制超分子組裝結構轉換”為課題展開深入研究，旨在探索協同（加成）效應對控制材料組裝結構相轉變所帶來的沖擊效益。

在數以萬計的分子系統里，與表面超分子自組裝結構研究課題中，最具代表性的分子就是以苯環為中心修飾上間位對稱羧酸官能基的分子。李昇隆以聚羧酸官能基的均苯三甲酸與其結構上的衍生物為研究素材，首次提出多重刺激協同控制表面超分子組裝結構轉換之概念。在具體研究方法上，掃描隧道顯微鏡將在電場極性方向調控與影像擷取上起到調控外界刺激變因的作用。協同變因則為溶劑極性、添加物、環境溫度與脈沖電位刺激等。

李昇隆課題組的實驗結果顯示，協同刺激能達到進階操控超分子組裝結構的效果。比如基材電極性與溫度的同時協同調節，可創造邏輯閘門式的協同誘導超分子排列結構相轉變。其機理可歸因于協同效應提升或抑制分子羧酸官能基質子解離率，進而影響顯微鏡電場誘導超分子結構轉換效率，催化或抑制相轉變發生。

李昇隆課題組預期，多重刺激協同控制超分子組裝結構轉換的研究成果將極大豐富與完善刺激誘導超分子組裝結構響應理論，并在此基礎上建立一個新穎的超分子組裝技術平臺。

志業教學科研成長之路不忘師恩

李昇隆從小的志向就是要當一名大學老師，將自己的研究成果、科研心得、生活理念及興趣分享給學生。在他看來，與其說教師是一種職業，不如說教師是一種“志業”。

納米科技與人們生活息息相關，肉眼看不到的納米材料，卻能夠產生強大的能量和效應。

李昇隆第一次接觸納米科技是在臺灣攻讀碩士研究生的時候。從臺灣中山大學化學系碩士畢業后，他憑借優異的成績進入臺灣“清華大學”讀了一年博士，后重新考入臺灣大學化學所，又因實驗室建設的原因耽誤了半年時間。盡管如此，李昇隆憑借自己的努力，僅用了兩年多的時間，就完成了博士學業。

他的博士生導師陳俊顯教授當時給他定下了明確的目標：要在兩年半以后畢業，并告訴他必須要做哪些方面的努力。在那不到三年的時間里，陳俊顯像雕琢一塊璞玉一樣訓練李昇隆各方面的能力，包括科研理念、科技寫作等，更重要的是教會他待人處世之道。陳俊顯的教學之道極大地影響了李昇隆，不僅加深了他對從事“教師”這一職業的渴望，也讓他在未來的教研道路上傳承了陳俊顯的精神與理念。

博士畢業后的3年時間里，李昇隆繼續在臺灣大學化學所跟著陳俊顯教授一起做科研。從博士到博士后階段，他研讀了很多超分子化學領域“大咖”Steven De Feyter教授的著作，一直向往能夠加盟這位大師的研究團隊，到表面超分子化學領域的科研殿堂中歷練和成長。于是，他忐忑不安地聯系上De Feyter教授，將自己的履歷與申請函件發給了他。出乎意料繼而驚喜的是，他的履歷和成績得到了D e Feyter的認可，僅僅半小時后，他就收到了被錄用的回信。

2012年，李昇隆遠赴比利時魯汶大學化學所，任瑪麗居里博士后研究員。在比利時的3年時間里，耳濡目染下，李昇隆打開了更廣闊的學術交流和合作的空間。

李昇隆的主要研究方向，一方面是著重于如何有效控制超分子自組裝結構的多晶相生成與轉換；另一方面則是研究如何利用納米科技制備分析感測組件并應用到真實樣品偵測分析，同時以物理化學觀點詮釋分析感測的機理。

他認為，自掃描隧道顯微鏡問世以來，人類終有能力窺探納米世界之美，使得控制超分子的成核與長晶，在結合環境控制的條件下制備超分子單晶薄膜并應用在光電組件上變得可行。

這一分析儀器可輕易獲得分子級甚至原子級影像解析，在相關表面科學研究課題中是一個不可或缺的研究工具，利用這種工具來獲得納米尺度微觀世界信息的文獻至今已達數千篇，且呈指數遞增當中。

于比利時魯汶大學從事掃描隧道顯微鏡的研究工作過程中，李昇隆發表了一系列具有重要影響的研究成果，其中很多成果發表在JACS、ACS Nano、Nanoscale等頂級國際期刊上。

每每談到自己科研上的成就時，李昇隆都心懷感恩，自己的科研成就與多位老師密切相關，是他們帶他走上了窺探納米世界之美的瞭望塔。

討論激發創新跨越海峽圓“獨立”科研夢

從比利時回到臺灣大學化學所任助理研究學者兩年之后，李昇隆亟須找到承載自己獨立科研夢想的地方。于是，在臺灣大學化學系陸天堯老師的推薦下，他毅然奔赴海峽對岸的創新之城——深圳，加入深圳大學高等研究院任研究員。

選擇深圳，不僅因為在深圳有相近的語言、飲食和文化，更重要的是，李昇隆所開展的研究需要昂貴的實驗室儀器，而深圳大學在研究資金上有足夠的保障，這讓他在科研和生活上都可以無縫接軌。

剛到深圳的第一年，李昇隆就拿下了多個科研項目的立項，之后又成功獲得了國家自然科學基金面上項目的立項與資金支持。

為了展現自己的獨立科研能力，李昇隆剛到深圳就開始以唯一通訊作者發表論文，“先求質，再求量”。而如今，課題組成立一年半以來，他和團隊已相繼發表了20篇國際期刊論文。在這其中，僅以他為獨立通訊作者署名的文章就達到12篇，其中17篇是依托單位為第一單位通訊作者發表的科研成果。

帶領團隊做獨立的科研項目，不僅意味著需要承擔起科研帶頭人的職責，同時也要創造良性的團隊文化，讓團隊成員之間相互促進，共同成長。近年來，深圳大學大力支持博士級研究人才梯隊的培養，在李昇隆的課題組團隊中，目前已有5位博士成員，此外還有多名碩士研究生及本科生，其中碩士生曾興明在半年的栽培中已發表Nanocale與Chem. Commun.等中國科學院一區文章。

每個團隊成員都有自己的科研方向，擺在李昇隆面前最大的困難是此前幾乎沒有組織研究團隊的相關經驗，于是，他花了很多時間跟課題組成員溝通與適應彼此的相處模式。

團隊的成員來自不同的國家，不僅有中國的，也有巴基斯坦、印度的。科研項目上，彼此之間本來就存在競爭，如何讓成員之間能夠放下因競爭導致的嫌隙，是一個很難的問題。剛開始，團隊里有一位女性成員，一年發表好幾篇論文，她因此常常會引來其他成員的“攻擊”，而李昇隆則安慰她，“優秀的人總會容易引來別人的妒忌，需要謙虛，但不能軟弱，如果還是老被攻擊，那就隨時做好防御與反擊！”他說：“有人出類拔萃，你也會眼紅，所以最好的方式就是讓團隊合作，讓他們有共同的目標，創造雙贏。”

為了學習帶團隊，李昇隆還購買了許多管理方面的書籍，鍛煉自己的領導和組織能力。“以前從事科研工作，每發表一篇文章都感覺很累、很辛苦，現在懂得團隊合作，截長補短，與不同學科背景的人交叉展開合作，就能順利出成果。”

作為一名深圳大學的老師，李昇隆承擔著本科生“高等分析化學”與研究生“納米科技”的課程，同樣在學習著如何讓學生更加喜歡自己的授課。他深知課堂上老師教的東西是很有限的，老師的作用在于“引發學生對課堂內容的興趣”，繼而去探索和研究。對于一些學習主動、努力的學生，李昇隆會與他們進行更多的課后交流，引領他們了解自己所做的科研項目，也進一步幫助學生找到自己的未來。

創新是科研最重要的精神，“討論”最容易刺激科研創新。李昇隆常常會跟學生討論異想天開的想法，哪怕這些想法中許多都是天馬行空。他常常圍繞著學生自己的學科背景，激發他們做一些感興趣而又有意義的科研嘗試。

“做自己發自內心喜歡的事情永遠都不會累，因此我常跟學生們說，及早找到自己人生最想努力的方向，將會是你們現在最重要的事情，沒有之一。”李昇隆說。而他找到了屬于自己的熱愛，并在這條追尋求索的道路上，一路芬芳。