
納米研究要向兩頭進軍:一頭是解決納米中的大科學問題、真正的原創性科學問題;另一頭是納米技術的產業化問題,解決關鍵的技術和工程問題。納米技術的真正魅力在于它所蘊藏的巨大生產力。
納米科技的發展日新月異,帶給人們無限遐想。中科院院士、著名納米科技專家劉忠范,正是中國納米科學與技術研究的領軍人物。他為中國納米科技的發展勾勒出三部曲:科學、技術和工程。
納米貴不貴?好不好吃?
1983年,劉忠范大學本科畢業后便赴日留學。他先后在日本橫濱國立大學、東京大學取得了碩士和博士學位,并在東京大學和分子科學研究所做博士后。
攻讀博士期間,劉忠范師從國際著名光電化學家藤島昭先生做研究,他很為老師的工作精神所感動,年過半百仍撲在事業上。
自幼養成的勤奮習慣和藤島昭先生的表率,使劉忠范在日學習期間取得很大成功,獲得了日本政府獎學金并在《Nature》雜志上發表了學術論文。與中國不同的社會環境,也讓埋頭讀書不問世事的劉忠范更加開朗起來。這時,北京大學化學系的教授蔡生民找到了他,不止一次地邀請劉忠范回國,并且用真誠的話語
打動了他。
他選擇了北大。十幾年后回憶起來,劉忠范仍覺得,“北大是最適合我的”。
在研究領域,劉忠范選擇了納米。
人們接受納米有一個過程。1997年9月27日,北京大學成立了納米科技中心,這是中國高校的第一個跨院系、跨學科從事納米交叉學科研究的綜合性研究中心。劉忠范接到很多電話,有人問:“聽說你們搞出一種納米,貴不貴?好不好吃?”劉忠范只好幽默地回答他,“納米太小了,既不好吃,恐怕也吃不飽。”
近年來,納米技術掀起了陣陣熱潮,也漸漸出現在人們生活中。納米技術將為目前許多技術難題提供新的解決方案和思路,也會進一步提高人們的生活水平并有可能在很大程度上改變人們的生活方式。1986年諾貝爾物理獎得主羅雷爾說,曾重視微米科技的國家,今天都已成為發達國家,而納米科技則為人們提供了新的發展機遇,今天重視納米科技的國家必將在未來的高科技競爭中獨領風騷。
科技部最年輕首席科學家
1994年,劉忠范申請了科技部攀登計劃項目,經費500萬元。劉忠范成為這個項目的首席科學家,也是當時科技部最年輕的首席科學家。他從此開始了納米攀登之旅。
“當時,我們是做納米級的信息存儲技術,相當于超級光盤。”劉忠范說,這個項目共有三個承擔單位,還包括當時的北大電子學系——現在的信息科學技術學院的吳全德院士、薛增泉教授以及吉林大學化學系的李鐵津教授。吳先生盡管年事已高,但對‘納米非常敏感。吳老先生和薛教授都是做信息技術的,尤其有感于我國微電子技術發展的曲折和落后現狀,而納米技術應該是一個難得的機會。因此,“我們之間產生了強烈共鳴,覺得應該醞釀一個計劃,大張旗鼓地在納米領域開拓——這就是北京大學納米科技中心成立的初衷”。
1993年,劉忠范回國后,他親手建立起光電智能材料研究室。起初什么都沒有,完全從零開始做。有幾間空房子,每一個插頭在什么地方,都要劉忠范自己設計后找人安裝,桌椅板凳都是他自己一件件買來的。搞前沿研究需要先進設備,為了購買這些設備,他省吃儉用,甚至到了摳門的程度。劉忠范花50多萬元買了一臺用于看原子和分子的STM儀器,這差不多是國內最早進口的洋玩意。儀器需要配置防震臺,由于資金緊張,劉忠范只能帶著學生親自動手。
創業是艱辛的。當年的劉忠范人稱“拼命三郎”,每天最早進樓的是他,最晚一個走出實驗室的還是他。由于總是工作到深夜,樓門早已關閉,因此他經常翻越化學樓的鐵門,“因此練就了一副好身手”,他自嘲道。
科研工作很辛苦,但也充滿了快樂。在劉忠范眼里,研究的一大樂趣就是和學生一道創造故事。學生一個錯誤的實驗設計帶來了熱化學燒孔存儲技術;一位女同學的頑固不化和他的堅持加包容收獲了石墨烯的偏析生長方法,進而開啟了石墨烯生長過程工程學研究之門。回憶起這些往事,劉忠范的臉上洋溢著成就感。
“要向兩頭進軍”
十幾年來,中國納米科技發展得飛快。從發表論文數量上看,已經與美國并駕齊驅,論文的檔次也越來越高,盡管原創性和影響力尚有待提高。劉忠范為中國納米的發展簡單勾勒了三部曲:科學、技術和工程。
談起與自己一同成長的北大納米科技中心,劉忠范說,北大的納米研究,總體上還處于納米科學的層面。經過十幾年的努力,已經取得了長足進步,在國內外擁有了一定的學術影響和地位,化學學院、信息學院和物理學院的納米團隊功不可沒。當然,我們還缺少重大突破,需要從高原到高峰的飛躍。
劉忠范特別推崇團隊精神和團隊文化建設。說起他的研究團隊,他總是強調,他所取得的些許成績,都是團隊成員共同拼搏、共同奮斗的結果。他的研究團隊,從最初的幾個人、十幾個人,發展到今天的幾十個人,不斷地壯大著,也形成了獨具一格的團隊文化。正是這樣的團隊文化,帶來了一個又一個的學術研究成果,也使北大成為國際知名的低維碳材料研究基地。他的信條是:人才決定潛力,機制決定效率,文化決定高度。
劉忠范最自豪的不是他發表的300多篇學術論文,而是培養了一批熱愛科學、熱愛納米的弟子。他的弟子絕大多數都在國內外知名學術機構從事科研工作。他更希望將來有一天他被稱為教育家,而不僅僅是一名科學家。
“ 責任是通向偉大的代價”,這是丘吉爾的一句名言。劉忠范深深地感受到越來越多的社會責任。兒時刻骨銘心的貧窮經歷使他對農村教育和失學兒童問題極為關注,并力所能及地為此做些事情。他設立的獎學金拯救了不少瀕臨失學的兒童。人生是永不停息的馬拉松。前人在指引著我們,后人在追趕著我們,我們始終處在激烈的競爭中。劉忠范正不斷翻山越嶺,向科學高峰攀登。(來源:科技日報,本刊有刪節)
檔案
劉忠范,中科院院士。1962年生,吉林九臺人。1983年畢業于長春工業大學化學工程系,1984年至1993
年留學日本并獲東京大學博士學位,分子科學研究所博士后。現任北京大學長江特聘教授(博導)、納米科學與技術研究中心主任、物理化學研究所所長,主要從事納米化學與納米器件研究。