陈虹宇:前沿往往是冷门

陈虹宇

陈虹宇

■本报记者 彭科峰

要想脱颖而出,就要有自己的独门绝技;创新的结果,总是把冷门的研究领域变成新的热点。如果随大流、盲目追捧热点,则容易跟在人后,步步落后。

从中国科大本科毕业,到耶鲁大学读博士,到康奈尔大学博士后出站,然后在新加坡南洋理工大学任职,35岁获得终身教职,陈虹宇的科研生涯一路充满光环。2016年,他决定回国到南京工业大学任教,为中国科研贡献自己的一份力量。回国不久,他就申请到了国家自然科学基金委员会的项目支持。如今,他带领的团队,正在复合纳米结构的合成与机理研究方面不断取得新的进展。

“前沿的定义,就是人迹未至的地方。冷门的不都是前沿,但突破性的进展往往出现在冷门的科学中。”在接受《中国科学报》记者采访时,陈虹宇表示,“对科研人员来说,要想脱颖而出,就要有自己的独门绝技;创新的结果,总是把冷门的研究领域变成新的热点。如果随大流、盲目追捧热点,则容易跟在人后,步步落后。”

从无机化学到纳米

纳米科技是上世纪90年代初迅速发展起来的新兴科技,其目标是在比原子、分子稍大一点的纳米尺度,按照人类的意愿操控材料,制造出具有特定功能的产品。如今,随着一些纳米产品的逐步推出,一般人对纳米都不会太陌生。而陈虹宇的研究,是在探索纳米科技新的前沿。

“其实我一开始的研究方向,和纳米并没有太大关系,是传统无机化学,”陈虹宇回忆说。上世纪90年代,他考入中国科大就读无机化学专业,师从钱逸泰、朱英杰等人。此后,陈虹宇进入美国耶鲁大学直接攻读博士,从事生物无机化学的研究,“在耶鲁大约待了6年半,主要研究锰化合物催化水的氧化产生氧气的能力,来了解其在光合作用里的关键作用。”

2004年,陈虹宇获得了耶鲁大学的博士学位。机缘巧合,他找到康奈尔大学食品科学系的一个博士后位置,“当时康奈尔大学的导师是微生物学家,专长是抗体的研究与生产。但他的研究组里,有跨越物理、化学、微加工、电子工程等领域的广泛研究方向。我在他的影响下,慢慢熟悉纳米领域,找到了自己的研究方向和突破口。”陈虹宇说。

回忆当年在美国两所顶尖大学的经历,陈虹宇十分感谢导师们给予自己的学术自由度。他们注重发挥学生的主观能动性,不对学生选择的科研方法和具体研究路线做过多的干涉。他们只负责为学生的科研工作提供宏观上的指导和逻辑性、严谨性方面的训练。在他们看来,科研工作者的兴趣和主动性是至关重要的。对年轻的科研人员来说,如何发现自己的兴趣,独立地寻找科研的新方向;如何建立假设,并自主地寻求方法证明,都是需要相当长的时间去培养的。导师的过多干涉,往往会对学生的成长不利。

从新加坡到南京

2006年,新加坡南洋理工大学正在组建化学与生物化学系,在全球范围内海选英才。之后的数年间,陈虹宇在这里发表了大量高水平文章,并提前获得终身教职。从化学与生物化学系的副主任,到数理学院的副院长,再到分管科研的理学部副部长,陈虹宇已经成为新加坡华人科学家中的后起之秀。他培养的博士、博士后中,有12位现在在国内任教授/副教授,1位在美国任助理教授。

在此期间,陈虹宇进一步确立了自己的科研方向。在他看来,做纳米研究的人很多,大多都是应用方向。很少有人愿意去探索更复杂的纳米合成,做相关机理研究的就更少了。也正因此,他的研究颇受关注。

也是在新加坡期间,陈虹宇和南京工业大学的科研人员开始了广泛的交往与合作,逐渐对这所学校有了深入的了解。因为家庭的因素,也因为黄维校长的热情邀请,以及对中国的眷恋,他最终决定放弃国外的终身教职,回国到南京工业大学任教,参与组建了先进化学制造研究院,并担任执行院长。

做纳米合成的创新者

“为了纳米合成而合成,全世界范围内都没有几个人在做。我当时也是靠着自己的兴趣,没考虑是否方便拿经费、发论文,就一头扎了进去。”陈虹宇感叹说,科研人员找到适合自己的研究方向非常重要。

很多年轻的科研人员都是循着导师的方向一路走下去,循规蹈矩,往往不敢提出自己独到的见解、独立的方向,这对于年轻人的成长不利。“年轻人要学会培养自己主动寻找新方向的能力。”陈虹宇说。

对自己的研究领域,陈虹宇充满自信。他和团队揭示了复合纳米颗粒生长的界面调控机理;拓展了纳米合成的新结构、新方法;开拓了新型的诱导纳米构象转变,得到了众多国际同行的高度评价。独立工作的10年里,他以通讯作者发表的高水平文章(影响因子大于10)就有30多篇,总引用数4600多次。

陈虹宇认为,要想获得真正的突破,科研人员一定要结合自己的兴趣,在冷门领域进行持久的探索。

陈虹宇介绍,大众想象中的纳米科技,往往是那种可以携带药物进入人体血管,帮助治疗疾病的微型机器人,“无论将来要做什么样的纳米器件,都需要具备合成、组装复杂纳米结构的能力。而现有的纳米科技,只能合成简单的纳米球、纳米棒、纳米片,也就是说,在合成能力上存在着一个巨大的鸿沟”。

那么,这是什么原因造成的呢?陈虹宇认为,当前纳米是一个非常热门的领域,但大部分人都在做应用研究,他们所依托的,是现有的纳米材料。而合成能力有点像工具箱,大家都去用工具,没有人去发展这个工具箱的话,应用的潜力总有一天会耗尽。“从基础能力上讲,纳米形貌的控制跟化学成分的控制有着本质的不同,除非纳米合成可以得到专业化的发展,否则这种合成能力上的鸿沟不会自动消失”。

“传统的纳米合成,主要侧重于控制纳米颗粒的形状、大小、均一性。我们则主要致力于发展纳米合成的方法学,本来没有路的,要找到一种方法来达成。例如让纳米线自己卷成圈或拧成麻花,或者生长出纳米的箭头、刻蚀出纳米的螺丝。

这样的复杂纳米结构既然没有人做过,其背后形貌控制的机理也就不为人所知。如果可以摸清楚其产生的具体路径以及基础原理,我们就可以进一步拓展合成能力,而这正是我们力图要突破的方向。”陈虹宇介绍,他领导的研究小组开发出了十几种新型纳米结构的合成路线,并提出了新颖的机理。

未来,陈虹宇希望将复合纳米合成建设成一个专业的研究领域,并期待该领域得到更多人的关注。他自己则希望在纳米复合结构生长、纳米颗粒团簇组装、诱导纳米构象转变、纳米线操控等方面作出更多原创的发现和贡献。

陈虹宇认为,制药产业的成功,是建立在千万种已知的有机化合物基础上的,背后还有着深厚的理论支持;纳米科技也会一样,只是现有的纳米形貌还太少、太简单。“除非纳米科技的工具箱得到充分发展,否则我们将不会知道我们错过了什么。我的研究现在的确是个冷门,但一旦取得突破,将会拓展纳米科技新的前沿”。

《中国科学报》 (2017-04-24 第6版 基金)

来源:news.sciencenet.cn

上一篇:北回归线上的一流植物园

袁龙江:推进研究所跨越式发展
三苹果供应商竞购东芝闪存业务
基因改造蚂蚁揭示社会性昆虫进
有钱!比亚迪新能源车代言人宣
多省份启动公务员招考
“互联网女皇”2017年报告有这
陕西汉中发现500平方公里天坑
马斯克怒怼汽车工人联合会
苹果智能音箱HomePod能否挑战
“低头族”福音 墨尔本试点