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张运茂:这是一个全新的开始,但攻关远未到完成之时

2024-06-06 12:40:02 来源: 科技日报 作者: 王延斌

科技日报记者 王延斌

张运茂博士为记者提供了一张工作照。照片上,他的导师侯旭教授正坐在实验台前思考、阐述,而他谦逊地站在导师旁边,一边认真聆听,用笔记录,一边参与到与导师的交流中。这符合了他的性格:谦虚、认真、务实。

让人印象深刻的一幕出现在2022年9月26日23点,时间已是深夜,但厦门大学化学化工-(首页)bwin网页注册版侯旭教授课题组的实验室还灯火通明——侯旭教授和他的团队守在电脑屏幕前,等待着最新一期出版的国际学术期刊《自然》,上面刊发了他们的新成果:该团队首次运用“液体门控技术”,打通现有空气净化的技术痛点,实现对空气高效过滤,为空气净化器设计提供了全新思路。

人们形容“液体门控”,就像是微观世界里的开关。所谓“液体门控”是指微尺度孔道利用毛细力作用,将液体稳定地填充在孔道内部,在一定压力下迅速开启,在多孔材料孔道内壁形成有液体层的通路,并具有可逆调控性。正如侯旭教授所言:“空气中的颗粒物,要么被‘门’物理隔绝,要么被‘门’直接吸收,出来的都是经过‘筛选’后安全的空气。”

当论文正式发表之后,掌声和祝福纷至沓来,作为论文第一作者,张运茂博士一方面对未来踌躇满志,另一方面,他也清醒地知道,目前研究还停留在实验室阶段,距离真正的应用甚至大规模产业化还有更多的挑战。张运茂说:“这次成果是一个阶段性的总结,也是一个全新的开始,攻关远未到完成之时。”

侯旭教授(左)和张运茂博士(右)在实验室探讨实验。

机会来自一场讲座

“我的机会来自一场侯旭教授的讲座。”张运茂说,这是故事的开始。

张运茂第一次接触“液体门控”这个名词是在2016年。当时,还在河南大学化学化工-(首页)bwin网页注册版读研的他,聆听了一场侯旭教授关于仿生多尺度孔道研究的讲座。在张运茂看来,这是一场改变自己命运的讲座。“我在硕士阶段从事的是碳基多孔材料的研究,是一个比较传统的研究方向,而侯老师提出的液体门控机制的研究,概念新颖有趣,让人脑洞大开,我现场就萌生了从事相关领域研究的想法。”张运茂说。

于是,一封自荐信敲开了侯旭教授的大门。

在顺利通过申请考核期后,2017年9月,张运茂如愿进入侯旭教授课题组。回想起来,张运茂感叹:“那场讲座对我而言就是一个稍纵即逝的机会,还好当时自己没有犹豫,果断抓住了。”

电化学是研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。张运茂对电化学有着浓厚的兴趣,加入侯旭教授课题组后,后者决定让张运茂尝试把基于电化学体系的液体门控技术作为研究领域。

但当时张运茂面临的难题是:把这项技术具体用于开展什么方向的课题研究?

回望2017年,自从国家将环保产业列为七大战略性新兴产业之后,环保产业一路高歌猛进,各项环保政策频繁出台。张运茂意识到:现有的空气过滤净化系统容尘能力的先天不足制约了过滤装置的效率和使用寿命,是否可以结合液体门控技术,在空气净化方面开展相关工作?

幸运的是,侯旭教授也认可这一想法,并给出了如何结合液体门控技术的建议,让张运茂马上开展相关系列的实验探索研究。自此之后,张运茂全身心投入进去,一干就是五年,而这项研究也成为他读博期间从事最久、投入最多的课题。

科研没有“失败”两字,每次实验结果都有其道理

不可否认的是,侯旭教授对张运茂科研观的形成影响重大。

“侯老师经常教导我们,作为一名科技工作者,基础研究只有面向国家战略需求,瞄准国家需求,开展‘从0到1’的原始创新,实现关键技术突破,才能体现出最大的价值。”之前,张运茂对这句话没有太多共鸣,但深入到这一课题中之后,他才对这句话感悟至深。

在采访中,“坚持不懈”是张运茂提到最多的关键词。他甚至认为,这个词也是优秀的科研工作者最重要的品质之一。

功能液体门控材料本来就是全新开辟的科研领域,没有前人经验可以借鉴,对于张运茂和同行们来说,大家一直在探索性研究,摸着石头过河,失败成了家常便饭。张运茂时时记起导师的话:“做科研工作不存在‘失败’二字,每一次的实验结果都有它的道理,所谓的‘失败’只是没有达到你的预期。然而恰恰是这样,才让科研工作越发令人着迷。如果运气够好,还能在每一次的预期之外收获全新的思路。”

进入厦大学习的1800多个日日夜夜,在这个充满科研热爱与激情的氛围中,张运茂除了吃饭、睡觉和偶尔必要地外出,其余时间基本都泡在实验室,风雨无阻。

“侯老师经常教导我们,对于科研中的心态一定要有‘玩’的心态,不然很难在遇到挑战困难的时候,能让自己保持激情与动力,去全力以赴地开展科研工作。他还经常教育我们所谓‘三心二意’(信心、细心、恒心,选题要有意义、有意思),教育我们从事基础研究就要敢于做探索性、挑战性的工作。要选择那些有意义的问题,有意思的工作去探索。在侯老师团队的这几年,我逐渐感悟到了我们科研的创新思维源于自信、努力、严谨,一切都是坚持不懈努力下的水到渠成。”

这些话,一直在激励着张运茂坚定地走下去。

自己非常幸运,遇见这么多靠谱的人

一项高水平科研成果的诞生往往离不开一个团队的密切协作和精诚配合。谈到《自然》文章,张运茂谈到了协作的重要性。

“通讯作者侯旭老师作为课题的大家长,以身作则给我们年轻人营造了自由、充满正能量、热爱科学敢于创新的学术氛围,自不必多说;西北工业大学物理科学与技术-(首页)bwin网页注册版的臧渡洋老师、姬晓亮同学,课题组内的乔龙、王树立、王苗、侯雅琦等师兄师姐在物理、流体等领域提供了重要的技术支撑;盛智芝、陈薪羽老师在创新点挖掘、语言组织等方面付出了辛勤努力;韩雨航、王春燕同学共同一起合作开展了大量实验操作、数据监测等工作;黄立志、闵伶俐、陈柏屹、刘会鹏、吴道祥、詹侃等老师和同学在交叉学科实验、仪器调试等方面提供了很多的帮助;还有许多同学在我们课题组自研测试表征系统的设计、研制、装备等方面贡献了智慧……”

虽然团队成员人数众多,有台前的,有幕后的;有校内的,有校外的;有化学学科的,还有物理学科的,但张运茂点起名来行云流水、一个也没落下。

张运茂说:“我真的觉得自己非常幸运,在侯老师的团队一路上遇见这么多靠谱的人。”

不过,从论文转化为实实在在的产品,他看到了优势,也意识到了短板。“这项研究有望解决目前空气净化的技术瓶颈,为开发新一代的空气净化系统提供新材料和新策略。”他说。如今,虽然获得了2023年度京博科技奖—化学化工与材料京博优秀博士奖金奖,但张运茂明白,新材料落地还需很长的路要走,他已经做好了准备。

(受访者供图)

责任编辑: 王倩
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