謝毅 探索化學世界的神秘

曾皓 梁偉

“我始終把自己定位為一名老師，把學生培養好，使他們能以盡可能高的起點進入社會是我的動力”

巴黎時間3月18日，法國索邦大學古老莊嚴的科學禮堂，來自英國、中國、加拿大、巴西、摩洛哥的五位女科學家身著優雅的禮服，接過歐萊雅·聯合國教科文組織“世界杰出女科學家成就獎”獎杯。

來自中國科技大學的謝毅教授是獲此殊榮的五位女科學家之一，她憑借利用納米固體化學原理應用于尋找新型能源材料，發現二維超薄半導體在提升光電、熱電轉換效率方面的工作，在亞洲及太平洋地區的女科學家候選人中脫穎而出。

“她的工作致力于降低污染，提高能源利用效率，對未來大有裨益。”這是聯合國教科文組織為她書寫的頒獎詞。

謝毅說：“獲得‘世界杰出女科學家成就獎’是對我個人和我的研究團隊的肯定，更是對我未來工作的期望，激勵我繼續從事出色的研究工作。我會把這次獲獎當成我在科學研究生涯中一個新的起點”。

科研道路并非一帆風順

謝毅的頭銜很多，“教育部化學領域第一位女性長江特聘教授”、“首位獲得國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）化學化工杰出女性獎的華人科學家”、“科技部重大研究計劃首席科學家”……

“沒有一個獎項是我自己主動提出申請的，都是老師和領導們‘逼著、催著’的結果。榮譽對我來說，是鞭策和鼓勵，更是新的開始。”談及成績，謝毅爽朗而直率的性格彰顯無余。上世紀80年代，因為高考化學成績出色，謝毅被廈門大學化學系錄取，開始了她化學事業的最初起點。或許就連謝毅自己也沒有想到，從那一天起，她的命運和化學就再也沒有分開過。其實選擇化學也不是謝毅主動的，高中時期她偏愛的是物理，物理成績總是考第一，但高考時卻陰錯陽差，化學考得特別好。在大學的前3年，她還并不確定自己是否適合學習化學。直到大四開始學結構化學，謝毅一下子喜歡上了各種各樣的固體結構。隨后在實驗室做本科論文時才豁然發現，化學世界非常奇妙，對于她來說最大的吸引就是做科研時能不斷接觸新東西。

1988年，謝毅本科畢業，因為來自安徽，那時大學畢業還實行統一分配，她被順理成章地分到了合肥的一家化工廠當助理工程師。謝毅并沒有荒廢在工廠的4年時間，剛剛大學畢業的她正好趕上了工廠的一件大事——新成立的分廠上馬新產品，要籌備3個分析化驗室。

從化驗室的整體設計、儀器購置，到原料、中間物和最終產品的質檢標準的制訂，以及對37位分析技工的培訓，這些很有挑戰性的工作全部落在這位年僅21歲的姑娘身上。而謝毅把今天在科研路上百折不撓的心態得益于那段工廠的歷練：“那是我第一次獨當一面去做一項系統、復雜又責任重大的工作，鍛煉了我注重細節的習慣和不怕困難的勇氣。”

分廠正式建成投產之后，工作歸于日復一日的生產和質檢，重復的生活讓謝毅想重返校園。因為身在合肥，她選擇了中國科技大學應用化學系，并成為錢逸泰院士門下弟子，逐漸開啟了她的學術科研之路。

“一切都是順其自然，事先沒有規劃。我不喜歡刻意為之的生活狀態，很多事情并不是你刻意去做就會成功的。”如今，已經在科研界埋首多年的謝毅，回想自己的經歷，透露出她對生活的獨特感悟：“反而是以從容的心態，認真積極地面對生活賜予你的每一段際遇，可能會收獲更多。”

人生總有“轉型”

“沒有什么好爭的。”謝毅以這樣的心態在固體化學領域一路前行。在謝毅的科研道路上，有兩次非常清晰的“轉型”：從溶劑熱制備非氧化物的建立，到發展特征結構構筑無機功能材料方法學，再到深入研究無機固體中的電、聲調制。

將溶劑熱合成技術發展成制備III-V族非氧化物的方法，是謝毅的博士論文選題，有關研究成果于1996年發表在美國《科學》周刊上，謝毅是第一作者。這一系列工作不僅入選了無機專業教科書，還獲得2001年國家自然科學二等獎。迄今為止在無機合成領域，這類方法已經滲透到各種體系，真正實現了當時《科學》周刊的審稿人在審稿意見中的預言：“溶劑熱合成將成為重要的固體合成方法……”

在獲得國家杰出青年基金后，謝毅成立了自己的小課題組，并著手開拓獨立了研究方向。針對當時大家對無機功能材料結構構筑的探索往往很難建立在清晰的原子分子層次上，她們另辟蹊徑，注重從固體化學的基本原理出發，從物質的內在特征結構為導向來控制它們的生長，同時建立和發展了系列結合特征晶體結構和特征模板導向的二元協同策略來構筑三維組裝結構。這些工作得到國際相關領域最有影響力的一些課題組的肯定，后來獲得了2012年國家自然科學二等獎。

在無機合成領域再有斬獲之后，2008年下半年，謝毅開始了她的第二次“轉型”，這次她把目光投向了固體化學中更重要、難度更大的電、聲調控方面。“我希望能探尋固體化學中更本質的部分，把研究做得更加深入。”謝毅解釋了這一次轉型的初衷，“試圖從更本質的電子、聲子的調制來實現對無機固體的性能調控，建立起真正清晰的原子結構、電子結構和本征物性之間的構效關系。”

這是謝毅科研生涯中極具挑戰性的一次重大轉型，“我很幸運，得到了大家的鼓勵和支持。雖然獨立工作已經15年了，但錢老師、同事們、領導們都一直不斷督促著我，我也很在意他們的期望。在學生眼中，我是他們的帶頭人，我得對他們的前途負責任啊，他們也非常希望能在科研路上有所建樹。”謝毅說，“有這么好的導師、同事、領導和學生，真的是我的幸運，我不想努力也不行。他們的期望促使我產生了一種強烈的責任感，鞭策我勇于擔當，不斷開拓前行。”

最終，謝毅課題組提出了利用無機固體中豐富的相變行為和半導體二維超薄結構這兩種新思路來實現電聲輸運的同時優化，獲得了高轉化效率的新熱電材料，這大大區別于國際上通常采用納米化降低熱導的方法來提高熱電效率。相關工作在《美國化學會志》上連續發表了5篇論文，被譽為“化學化工領域風向標”的美國《化學與工程新聞》做了長篇專題評述，國際同行又評價她們提出的體系和方法是“有潛力的今后尋找熱電材料的方向”。

另外，在低維固體中的電、聲調制領域，他們還發展了無機類石墨烯化學，解決了這類超薄結構無法給出精確原子位置的難題，進而揭示了半導體二維超薄結構的精細結構、電子結構與熱電、光電基本性能之間的調控規律。這一系列工作又發表了3篇《自然·通訊》和十幾篇《美國化學會志》《德國應用化學》論文，還為英國皇家化學會著名綜述刊物《化學評論綜述》撰寫了兩篇指導性評述，這部分工作使他們小組成為目前國際上在該領域持續活躍的幾個主要研究小組之一。

“電、聲調制是固體中最難也是最重要的領域，低維固體中的電、聲調制更是有很多新奇的現象在不斷被發現，可以做、想要做的事情太多了！不管是在基礎還是應用上，未來都有很多可以拓展的空間，這也是我希望繼續努力的方向。”談及未來的研究，謝毅思路明晰。

“喜歡極簡的生活”

在科研的路上，雖然斬獲頗豐，卻并非一帆風順。對待挫折，謝毅始終保持著良好的心態：“有困難是再正常不過的事情了，很可能你的100次嘗試中，有99次都是失敗的，但積極的心態會幫助你捕獲那1次的成功。”

2007和2008年，謝毅和她的小組遇到了研究上的瓶頸。兩年多的時間里，課題組沒有發表一篇有分量的論文。學生們都有些泄氣，這位女掌舵人卻沒有亂了陣腳，她一方面分析原因，另一方面用幽默的語言給自己和學生們減壓：“別人運氣好吃肉，咱們就啃骨頭唄。”鼓勵研究生們耐住寂寞，把難啃的“硬骨頭”拿下。

“做科研，需要一份灑脫。特別是不順利的時候，要耐得住那份寂寞。”謝毅說，“在科研路上，一定要有韌勁，要有堅持的毅力和開闊的胸懷。”

她所提及的開闊的胸懷，不僅僅是對待挫折的態度，更是一種開放合作的姿態。謝毅回憶起一件往事：有一次她設計實驗時想嘗試一個新的材料體系，想起曾聽過其它系一個年輕副教授在一次匯報中提到過類似的知識，她便在學院主頁上查到了這位老師的電話號碼，直接打電話過去向他請教，兩人就在電話中把這個材料體系討論清楚了。

“我一直覺得科大的環境很好，有一種濃厚的交叉合作的氛圍。”謝毅認為這種自由寬松的氛圍，非常寶貴，“我也就在一次匯報會上見過那個年輕副教授一面，現在路上遇見，可能都認不出他，但這種開門見山‘就科學談科學’的方式，讓人感覺毫無壁壘。”

近年來，他們小組和同步輻射、理論化學和凝聚態物理領域的研究人員合作，做出了很多出色的工作，曾連續入選中國科學院重大科技基礎設施重大成果。謝毅列舉了一串教授的名字，“合作得非常開心，大家都有收獲，我特別感謝他們的幫助。”

謝毅認為，“學科交叉是科大的一個顯著優勢，而兩個國家實驗室給我們提供了非常難得的合作平臺。科學發展到現在，‘單打獨斗’已經難以研究得深入。善于以開放的胸懷與他人溝通，無障礙地探討科學問題、開展科研合作，才能給未來的研究注入新的能量。”

2013年12月19日，中國科學院和中國工程院公布院士增選結果。在當選的53名中科院院士中，45歲的謝毅成為最年輕的入選者。

對眾多的榮譽和掌聲，謝毅一直保持著一份謙遜和冷靜，她說：“我始終把自己定位為一名老師，把學生培養好，使他們能以盡可能高的起點進入社會是我的動力。很多人說自己很忙，其實是被生活中的很多環節拖累得很忙，而我喜歡‘極簡’的生活，沒有應酬與喧囂。簡單而規律的生活，使我安靜地沉下心來，把有限的精力節省到更想做、也更重要的事情上去。”

責任編輯 陳晰