“錳”男的青春故事

在教室里，同學(xué)們拿著初中化學(xué)課本，分組圍著試驗臺，觀察著利用高錳酸鉀制備氧氣的實驗：紫紅色高錳酸鉀在酒精燈加熱下開始分解，氣泡不斷被收集到空的玻璃瓶中，大家饒有興趣地收集氧氣，實驗室快樂得像氧吧。

實驗完成，大部分同學(xué)興高采烈地下課走了，只留下了一個同學(xué)默默地洗刷試管里殘留的黑色粉末。他心里在嘀咕：“這黑色的物質(zhì)是什么呢？唉，跟我一樣可憐，只是個配角，不如我們就交個朋友吧。”他邊洗邊收拾，把黑色的粉體收集了起來……幾年后，他考上了大學(xué)，選擇了材料學(xué)專業(yè)，在他耳中不斷傳來“無錳不成鋼”“鋅錳電池”等專業(yè)術(shù)語。強(qiáng)烈的好奇心驅(qū)使他不斷地在圖書館查閱各種資料，大學(xué)平臺資源之大使他的視野豁然開朗，他選擇走進(jìn)實驗室，探索神奇的材料世界。

反應(yīng)方程式還是那個當(dāng)年的方程式——2KMnO4→ K2MnO4+ MnO2+ O2↑。打開當(dāng)年實驗留存的粉末，經(jīng)過提純實驗和分析鑒定出黑色粉體的主要物質(zhì)就是方程式中的二氧化錳（MnO2）。大學(xué)里的高分辨的掃描電鏡可以觀測到它具體的長相。它究竟長什么樣子呢？黑乎乎一團(tuán)，像煤球。在電鏡下，商品級二氧化錳亂作一團(tuán)，經(jīng)過實驗室化學(xué)改性合成后，可以得到美麗的二氧化錳納米花，由很多超薄的納米片構(gòu)成，每個納米片約為7nm左右。

“這黑乎乎的粉體還能呈現(xiàn)出美的一面啊，它的結(jié)構(gòu)真是太漂亮、太均勻了！”“錳”男越來越興奮，繼續(xù)查閱資料，不斷地積累，把二氧化錳做成了各色各樣的形貌結(jié)構(gòu)：納米管、毛毛蟲、鱗片、平行片。每種結(jié)構(gòu)都是納米等級的，圖中都有類似地圖的比例尺，可以測測量量。“錳”男的興趣越來越濃，難以割舍這個從初中就結(jié)識的好朋友。“把你做成這么漂亮的結(jié)構(gòu)，不能讓你當(dāng)花瓶啊，我一定要給你找個實現(xiàn)自我價值的平臺。”

“錳”男通過不斷地鉆研，把二氧化錳負(fù)載到不同的納米花上，構(gòu)筑成復(fù)合納米材料。可以是菊花，也可以是玫瑰花，也可以是多孔的硅藻土結(jié)構(gòu)。不僅如此，還給二氧化錳找到了應(yīng)用平臺：超級電容器（儲能）、高級吸附劑（環(huán)境、污水處理）、鋅錳電池、鈉離子電池、脫硝催化劑等等。

“錳”男研究生畢業(yè)后，還在從事二氧化錳相關(guān)的科研工作：因為興趣，所以專研；因為喜歡，所以專一。

團(tuán)隊風(fēng)采

黃明：從科研“小白”到學(xué)術(shù)達(dá)人

現(xiàn)為新加坡南洋理工大學(xué)博士后的黃明，早在2011年碩士研究生一年級就加入了張育新教授團(tuán)隊，是最早期的成員之一。“因為那個時候人比較少，所以張老師在我們身上花的時間特別多。”黃明說。由于本科學(xué)的是建筑材料專業(yè)，黃明在研究生期間轉(zhuǎn)到納米材料的研究過程中遇到了很多困難。

通常，建筑材料比如混凝土石塊一個的重量都有幾十公斤，而納米材料可能就幾十毫克，這之間是百萬倍的差別。“最大的問題在于這樣的納米材料如何去表征，它是肉眼看不見的，我以前做的材料都是肉眼可見的，所以有很大的差別。”黃明說，“這個時候，張老師就會用他博士期間的研究經(jīng)歷激勵我，一步步給我調(diào)整方法，教我閱讀英文文獻(xiàn)的方法，遇到問題也會隨時跟我交流。”整整用了一年的時間，黃明才適應(yīng)過來。

在張育新教授的指導(dǎo)下，黃明克服了專業(yè)上的障礙，也養(yǎng)成了不過多依賴?yán)蠋煛ⅹ毩⑺伎嫉哪芰Γ@段經(jīng)歷對他今后的研究影響深遠(yuǎn)。2014年，黃明在張育新的鼓勵下出國深造，進(jìn)入到韓國蔚山國立科學(xué)技術(shù)研究院，師從國際著名的石墨烯領(lǐng)域?qū)＜襌odney S. Ruoff教授，并于2018年獲得博士學(xué)位。

由于在碩士期間獲得了張育新教授嚴(yán)格、專業(yè)的指導(dǎo)，黃明相對于同年級的博士研究生獨立性要強(qiáng)很多，既能夠獨立設(shè)計課題，也能夠獨立撰寫論文。近六年來，他在《Nature Nanotechnology》《Science》《Accounts of Chemical Research》《ACS Nano》《Nano Letters》《Advances Materials》等國際權(quán)威期刊發(fā)表論文50余篇，其中1篇入選ESI“全球千分之一高引用科學(xué)論文”，7篇入選ESI“全球百分之一高引用科學(xué)論文”，論文總引用次數(shù)9500次，單篇他引最高次數(shù)達(dá)492次，H因子為51，博士期間還獲得2018 年度“國家優(yōu)秀自費留學(xué)生獎學(xué)金”（全球500人/年）。

單乾元：迎風(fēng)而起的“后浪”

不久前，單乾元收到一家全球頂級化學(xué)企業(yè)的offer，即將在六月份研究生畢業(yè)后正式入職。

說起這次來之不易的offer，單乾元表示：“接到面試通知的時候，對方讓我準(zhǔn)備一段20分鐘能體現(xiàn)自己專業(yè)能力的全英文演講，張老師指導(dǎo)我以在實驗室做研究的經(jīng)歷為素材，給了我非常大的幫助。”正是這段干貨滿滿的演講，讓單乾元“PK”掉了諸多名校高材生、甚至博士生，成功拿下這份offer。

事實上，從大一開始，單乾元就加入到張育新教授團(tuán)隊。“當(dāng)時我們有一個創(chuàng)新實踐班，張老師給我們上課，課堂上張老師風(fēng)趣幽默，他的科研能力又特別強(qiáng)。我就聯(lián)系了他的研究生助教，給張老師發(fā)了一封郵件，希望能加入他的課題組，沒想到張老師當(dāng)即就同意了。”單乾元說。

于是，大一的暑假單乾元天天泡在實驗室，跟著師兄后面學(xué)。“師兄做什么就教我做什么，我學(xué)會了怎樣自己配原料、做反應(yīng)等一些實驗的基本操作。”單乾元說，“當(dāng)時我們每周都會開組會，大家會交流最近做了什么、讀了哪些有價值的文獻(xiàn)。在這樣一個氛圍中，我很快了解了這個領(lǐng)域比較前沿的東西，也讓我很快進(jìn)入了狀態(tài)。”

在張育新教授的指導(dǎo)下，單乾元學(xué)會了如何查找英文文獻(xiàn)，如何寫學(xué)術(shù)論文。本科期間，她就以第一作者發(fā)表英文SCI論文2篇，中文綜述1篇，并在《大學(xué)科普》上發(fā)表科普類論文一篇。她參加全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外科學(xué)技術(shù)作品大賽等，均取得不俗成績。“‘挑戰(zhàn)杯項目前后持續(xù)了一年時間，從項目書申報、現(xiàn)場答辯，以及海報制作的細(xì)節(jié)等各個方面，張老師都給了我非常細(xì)致的指導(dǎo)。”單乾元說。

2017年，單乾元進(jìn)入到張教授課題組繼續(xù)攻讀碩士研究生。期間，在張教授的鼓勵下，她成功申請全額獎學(xué)金，前往加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)（UBC）進(jìn)行為期半年的交換，取得了優(yōu)異的成績。

李凱霖：享受科研與科普的純粹

大三時，李凱霖主動辭掉團(tuán)委副書記的職務(wù)，全身心投入到他喜愛的科研中。這一年，也算是他科研路上的一個轉(zhuǎn)折。

2014年，李凱霖通過第八屆國創(chuàng)項目加入張育新教授課題組，用他自己的話說，這個項目對當(dāng)時還是大二的他算得上很好的科研啟蒙。從中他體驗到科研的樂趣，享受到論文發(fā)表的成就感，也規(guī)劃了自己今后發(fā)展的道路。

如今在重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院讀博一的李凱霖，以硅藻土為研究方向。在張育新教授帶動下，李凱霖也積極投身科普事業(yè)，還榮獲首屆中國——新加坡前沿科技創(chuàng)新大會優(yōu)秀志愿者稱號。

作為一名科普志愿者，2018年，李凱霖來到重慶市石柱縣，為當(dāng)?shù)匦W(xué)生開展了一堂生動有趣的科普講座。“小學(xué)生對動物和植物非常感興趣，但他們平常見到的都是大一點的實體，硅藻這樣的浮游生物平時見得少，必須在顯微鏡下才能看得見。我告訴他們硅藻長什么樣子，讓他們對藻類有一個基本的認(rèn)識，他們對此都很感興趣。”李凱霖說。

“雛鷹計劃”是近年來重慶市探索普通高中創(chuàng)新人才培養(yǎng)的一項有益嘗試。李凱霖協(xié)助張育新教授，前后完成了三期“雛鷹計劃”的教學(xué)工作。“入選‘雛鷹計劃的學(xué)生來到我們實驗室，我?guī)е麄兪煜嶒炇业囊?guī)則，在保證安全的前提下，帶他們動手做實驗。實驗完成后，用得到的實驗數(shù)據(jù)再引導(dǎo)他們進(jìn)行論文寫作、發(fā)表。”李凱霖說。

開展科普講座、帶著中小學(xué)生玩轉(zhuǎn)科學(xué)實驗，這樣的事李凱霖做了不少。同時，他自己的科研工作也一樣不落。截至目前，他一共發(fā)表SCI論文10篇。他表示，博士畢業(yè)后，會優(yōu)先考慮到高校繼續(xù)做研究、繼續(xù)跟學(xué)生在一起，因為他喜歡科研和科普的純粹，也希望在這里面?zhèn)鬟f更多的正能量。