采訪王蕾教授這天,下著淅淅瀝瀝的小雨,整個黑龍江大學的校園被煙雨籠罩著,透著幾分涼爽。沿著主樓右拐,穿過一片小小的花園,是一條長長的直道。校園里學生不多,許是放假的緣故,穿行在略顯空寂的校園,一路打探,不覺間,我們已經走到了黑龍江大學功能無機材料化學教育部重點實驗室的樓下。
迎接我們的王蕾教授,她有著平易隨和的笑容,一下子拉進了彼此的距離,驅散了初見的陌生感。
王蕾,1985年出生,黑龍江大學化學化工與材料學院教師,物理化學專業博士生導師,黑龍江大學功能無機材料化學教育部重點實驗室教授,曾獲得第25屆“黑龍江省青年五四獎章”“第十六屆黑龍江省青年科技獎”等榮譽。
隨著交談的深入,字面上的介紹變成了一個個鮮活的故事……
鈉火花點燃心中夢想
“其實,在數理化這三門理科課程中,我的化學成績并不是最好的。我之所以對化學感興趣,應該源于高中的一次化學實驗課。那是一節鈉燃燒的實驗課,只見老師把金屬鈉放在坩堝中,用酒精燈加熱坩堝,很快就看到金屬鈉逐漸熔化直至燃燒。我當時感覺非常神奇,就覺得鈉并沒有直接接觸火焰,為什么能燃燒呢?這算是我的一次化學啟蒙吧,也是我興趣的開始。”
鈉燃燒時璀璨耀眼的金黃色火焰,就這樣點亮了王蕾心中對化學的好奇與探索,開啟了她與化學的“長相廝守”。
填報高考志愿時,王蕾毫不猶豫地選擇了黑龍江大學化學專業。在大學里,她勤奮好學,在完成了本科和碩士的學業后,又在吉林大學物理化學專業攻讀博士學位,學成之后,她又回到了黑龍江大學任教。
談到為何選擇回到黑龍江就業,王蕾表示,這源于她對家鄉的那份眷戀,以及黑龍江對科技創新人才的重視與扶持。“主要還是更適合自己。我比較戀家,一直也都是在這邊上學,留在這兒相當于畢業和工作之間無縫銜接,不用再去一點點積累各方面資源,直接按原來的方向往下做就可以了,成長相對來說肯定會更快一些。”談起省內的科研環境,王蕾顯得很興奮,她說:“我們的實驗室現在屬于省部共建教育部重點實驗室,就科研條件來說,我覺得已不亞于國內一流院校。尤其是近兩年,省里對我們非常支持,最近又給我們提供了一批大型設備儀器進行科研工作。”
創新服務在龍江
博士畢業后,回歸母校的王蕾主要從事燃料電池、金屬空氣電池等能源器件的材料構筑及原位機制的研究工作。作為一名共產黨員,她深知科研工作者肩負的重任,她以國家戰略目標為科研方向,致力于將科研成果產業化回饋社會。
“‘雙碳’目標是我國基于推動構建人與自然命運共同體的責任與擔當,為實現可持續發展的內在需求而作出的重大戰略決策。推進能源綠色低碳轉型已經成為全球經濟競爭的關鍵領域。作為新型材料技術行業的科研人員,必須以國家戰略需求為導向,開展高水平科技攻關。能源催化領域一直是研究熱點,雖然已經被研究了很多年,但是仍然有很多科學問題尚未解決,值得我們深入研究。”王蕾介紹道。
基于這一方向,她聚焦于石墨烯制備工藝存在高污染、高成本、產量低的缺陷,結合黑龍江作為農業大省所具有的生物質資源豐富的特點,首創研發出了以秸稈玉米芯纖維素為原料來制備生物質石墨烯材料的新技術。這一技術不僅成本低、無污染,成功解決了傳統只能依賴石墨礦物質宏量制備石墨烯的“卡脖子”難題,還極大地緩解了秸稈焚燒所造成的環境污染。相關技術獲得了1項成果鑒定,被授權40項中國發明專利和3項國際發明專利。
“我們的研究成果正在進行轉化,目前已建立年產100噸的生物質石墨烯生產線。這是世界上首條生物質石墨烯生產線,目前也是全世界唯一的一條。”王蕾頗有些自豪地說。
在王蕾的辦公室,我們看到一幅裝裱起來的印有丁香花的裝飾畫。“給你們看個好玩的”,她笑著給我們演示。畫框的一端連著電線,當她給這幅畫通電后,沒一會兒,我們就感受到了陣陣熱氣,再過了一會,室內溫度明顯升高了不少。
王蕾介紹:“這是一幅石墨烯散熱板裝飾畫,上面的丁香花是我的老師付宏剛拍攝的照片。它的最高溫度可以達到70攝氏度,功率是700瓦,而達到同等制熱溫度的電暖器一般功率會超過2000瓦。石墨烯散熱板裝飾畫不僅省電而且還安全美觀,是我們的一項發明。”
這是王蕾創立的黑龍江黑大生物質新材料科技有限公司的專利產品,石墨烯散熱板裝飾畫,運行成本低、熱轉換率較高,可以替代集中供暖,在嚴寒地區推廣很有意義。
放下裝飾畫,王蕾又意猶未盡地翻出一套冬裝,這是他們開發的適用于高寒地區戶外工作者的智能加熱服飾,防寒保暖效果好,而且十分輕薄,適合野外作業。她介紹說:“基于這項專利,我們還開發了系列產品,像石墨烯手套、彈力襪、乳膠枕等,實現了生物質石墨烯材料的產業化和應用,目前累計產生的經濟效益已超過5億元。黑龍江的冬天很冷,作為科研工作者,我希望家鄉的每個人都暖暖的。”
科研精神指引求索之路
談起師承,王蕾很有感觸。“我的導師付宏剛教授,是我們的科研領路人。不管在什么條件下,付老師發展學科科研能力,提升化院學術水平的決心從來沒有動搖過,努力從來沒有松懈過。記得當時學校沒有下載國際學術文獻的權限,付老師就從其他高校下載文獻回來分享給我們;學院沒有實驗所需的儀器設備,付老師就帶我們去哈爾濱工程大學、吉林大學、同濟大學等院校進行測試,付老師當時看到電鏡照片時的興奮以及和我們共同鉆研XRD譜圖的嚴謹態度,至今歷歷在目。”
王蕾和她的團隊曾經合成了一種材料,電化學性能非常好。對其結構進行表征后,發現里面起到主要作用的是碳化硅組分。然而,在制備的過程中并沒有添加硅源,碳化硅究竟是怎么來的呢?她們找了好久也沒有找到硅的來源,研究測試了很久仍然沒有頭緒。發了狠勁的王蕾吃住在實驗室,經過數周的科研攻關,她終于找到了問題的答案,并整理出一篇論文,受到學術界好評。
這件事令王蕾印象深刻。她說:“從事任何一項科學研究,遇到困難與挑戰都是不可避免的,我們需要有足夠的耐心和毅力,世上無難事,只怕有心人。信心是一個人動力的源泉,千萬不要打退堂鼓,很多時候我們面臨的最大挑戰就是我們自己。而這些都得益于付老師的言傳身教,他培養了我深入思考,探索科學問題的能力,也培養了我堅韌不拔,執著進取的科研精神,而我現在要做的就是將這些精神傳承下去。”
高效陪伴與因材施教
王蕾不僅肩負著科研的重任,還承擔著教書育人的工作。
“做好科研就要肯花時間。我也經常對學生說,無論你的天資如何,做好一件事情,尤其是做好科研,一定要有時間上的保證。即使你再聰明,坐著想是不會有實驗成果的,是不會有好的科研成果的。我對自己也是這樣的要求。現在帶的學生越來越多,事情越來越多,壓力也越來越大,所以每天必須早來晚走,周末不休息,一般只有春節時我才會給自己放假。”
由于工作繁忙,王蕾一家三口幾乎未曾外出旅行過。即使是哈爾濱市內的“網紅”景點,王蕾8歲的女兒也少有去過。“爾濱”火爆“出圈”后,女兒最大的心愿就是媽媽能陪自己去這些“網紅”景點看看。于是,王蕾決定抽出一天時間,全家共同出游。一家人早早起床,先是到紅磚街早市逛了一圈,接著又前往了東北虎林園、太陽島公園、中央大街、松花江鐵路大橋……到家差不多已經半夜十點。一天如同“急行軍”般的行進,他們幾乎游遍了市內能到達的所有熱門景點。對于生活與工作的矛盾,王蕾非常風趣地說:“對于家庭,我主打的就是一個高效陪伴。”
對如何帶領現在“90后”“00后”學生,王蕾表示:“他們不太喜歡特別嚴厲的老師,而且也不喜歡條條框框的限制。我也經歷過學生時代,所以很理解他們,會給他們比較大的自由發揮的空間。我會因材施教,學生可以根據自己的興趣去進行研究。比如對于研究領域,我會讓他們自己做選擇,慢慢地引領他們進入自己感興趣的領域。對學生的要求我也會因人而異,比如喜歡熬夜做實驗的學生,我也不會非常死板地讓他們遵守考勤時間,要讓他們得到充分的休息。責任感強的學生,我會讓他們參與到實驗室的管理工作中。而那些特別努力的學生,要引導他們勞逸結合,為他們多創造放松、休憩的機會。一切以目標導向、成果導向為準繩,與學生建立和諧的關系。”
應我們之邀,王蕾寄語廣大青年科研工作者:“科研人員的核心任務是解決科學難題,青年科研人員應該選擇那些方興未艾的研究領域去施展自己的才華、發揮自我的創造,取得更多原創性的研究成果,為實現中華民族的偉大復興貢獻力量。”
告別忙碌的王蕾教授,走出實驗室的大樓,才發現小雨已經停了,空氣中彌漫著清新的味道,是青春的氣息。