陳虹宇：前沿往往是冷門(mén)

彭科峰

從中國(guó)科大本科畢業(yè)，到耶魯大學(xué)讀博士，再到康奈爾大學(xué)博士后出站，然后在新加坡南洋理工大學(xué)任職，35歲獲得終身教職，陳虹宇的科研生涯一路充滿光環(huán)。2016年，他決定回國(guó)到南京工業(yè)大學(xué)任教，為中國(guó)科研貢獻(xiàn)自己的一份力量。回國(guó)不久，他就申請(qǐng)到了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)的項(xiàng)目支持。如今，他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，正在復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的合成與機(jī)理研究方面不斷取得新的進(jìn)展。

“前沿的定義，就是人跡未至的地方。冷門(mén)的不都是前沿，但突破性的進(jìn)展往往出現(xiàn)在冷門(mén)的科學(xué)中。”在接受記者采訪時(shí)，陳虹宇表示，“對(duì)科研人員來(lái)說(shuō)，要想脫穎而出，就要有自己的獨(dú)門(mén)絕技；創(chuàng)新的結(jié)果，總是把冷門(mén)的研究領(lǐng)域變成新的熱點(diǎn)。如果隨大流、盲目追捧熱點(diǎn)，則容易跟在人后，步步落后。”

從無(wú)機(jī)化學(xué)到納米

納米科技是20世紀(jì)90年代初迅速發(fā)展起來(lái)的新興科技，其目標(biāo)是在比原子、分子稍大一點(diǎn)的納米尺度，按照人類(lèi)的意愿操控材料，制造出具有特定功能的產(chǎn)品。如今，隨著一些納米產(chǎn)品的逐步推出，一般人對(duì)納米都不會(huì)太陌生。而陳虹宇的研究，是在探索納米科技新的前沿。

“其實(shí)我一開(kāi)始的研究方向和納米并沒(méi)有太大關(guān)系，是傳統(tǒng)無(wú)機(jī)化學(xué)。”陳虹宇回憶說(shuō)。20世紀(jì)90年代，他考入中國(guó)科大就讀無(wú)機(jī)化學(xué)專(zhuān)業(yè)，師從錢(qián)逸泰、朱英杰等人。此后，陳虹宇進(jìn)入美國(guó)耶魯大學(xué)直接攻讀博士，從事生物無(wú)機(jī)化學(xué)的研究，“在耶魯大約待了6年半，主要研究錳化合物催化水的氧化產(chǎn)生氧氣的能力，了解其在光合作用里的關(guān)鍵作用。”

2004年，陳虹宇獲得了耶魯大學(xué)的博士學(xué)位。機(jī)緣巧合，他找到康奈爾大學(xué)食品科學(xué)系的一個(gè)博士后位置，“當(dāng)時(shí)康奈爾大學(xué)的導(dǎo)師是微生物學(xué)家，專(zhuān)長(zhǎng)是抗體的研究與生產(chǎn)。但他的研究組里，有跨越物理、化學(xué)、微加工、電子工程等領(lǐng)域的廣泛研究方向。我在他的影響下，慢慢熟悉納米領(lǐng)域，找到了自己的研究方向和突破口。”陳虹宇說(shuō)。

回憶當(dāng)年在美國(guó)兩所頂尖大學(xué)的經(jīng)歷，陳虹宇十分感謝導(dǎo)師們給予自己的學(xué)術(shù)自由度。他們注重發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不對(duì)學(xué)生選擇的科研方法和具體研究路線做過(guò)多的干涉。他們只負(fù)責(zé)為學(xué)生的科研工作提供宏觀上的指導(dǎo)和邏輯性、嚴(yán)謹(jǐn)性方面的訓(xùn)練。在他們看來(lái)，科研工作者的興趣和主動(dòng)性是至關(guān)重要的。對(duì)年輕的科研人員來(lái)說(shuō)，如何發(fā)現(xiàn)自己的興趣，獨(dú)立地尋找科研的新方向；如何建立假設(shè)，并自主地尋求方法證明，都是需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間去培養(yǎng)的。導(dǎo)師的過(guò)多干涉，往往會(huì)對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)不利。

從新加坡到南京

2006年，新加坡南洋理工大學(xué)正在組建化學(xué)與生物化學(xué)系，在全球范圍內(nèi)海選英才。之后的數(shù)年間，陳虹宇在這里發(fā)表了大量高水平文章，并提前獲得終身教職。從化學(xué)與生物化學(xué)系的副主任，到數(shù)理學(xué)院的副院長(zhǎng)，再到分管科研的理學(xué)部副部長(zhǎng)，陳虹宇已經(jīng)成為新加坡華人科學(xué)家中的后起之秀。他培養(yǎng)的博士、博士后中，有12位現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)任教授/副教授，1位在美國(guó)任助理教授。

在此期間，陳虹宇進(jìn)一步確立了自己的科研方向。在他看來(lái)，做納米研究的人很多，大多都是應(yīng)用方向。很少有人愿意去探索更復(fù)雜的納米合成，做相關(guān)機(jī)理研究的就更少了。也正因此，他的研究頗受關(guān)注。

也是在新加坡期間，陳虹宇和南京工業(yè)大學(xué)的科研人員開(kāi)始了廣泛的交往與合作，逐漸對(duì)這所學(xué)校有了深入的了解。因?yàn)榧彝サ囊蛩兀惨驗(yàn)辄S維校長(zhǎng)的熱情邀請(qǐng)，以及對(duì)中國(guó)的眷戀，他最終決定放棄國(guó)外的終身教職，回國(guó)到南京工業(yè)大學(xué)任教，參與組建了先進(jìn)化學(xué)制造研究院，并擔(dān)任執(zhí)行院長(zhǎng)。

做納米合成的創(chuàng)新者

“為了納米合成而合成，全世界范圍內(nèi)都沒(méi)有幾個(gè)人在做。我當(dāng)時(shí)也是靠著自己的興趣，沒(méi)考慮是否方便拿經(jīng)費(fèi)、發(fā)論文，就一頭扎了進(jìn)去。”陳虹宇感嘆說(shuō)，科研人員找到適合自己的研究方向非常重要。

很多年輕的科研人員都是循著導(dǎo)師的方向一路走下去，循規(guī)蹈矩，往往不敢提出自己獨(dú)到的見(jiàn)解、獨(dú)立的方向，這對(duì)于年輕人的成長(zhǎng)不利。“年輕人要學(xué)會(huì)培養(yǎng)自己主動(dòng)尋找新方向的能力。”陳虹宇說(shuō)。

對(duì)于自己的研究領(lǐng)域，陳虹宇充滿自信。他和團(tuán)隊(duì)揭示了復(fù)合納米顆粒生長(zhǎng)的界面調(diào)控機(jī)理；拓展了納米合成的新結(jié)構(gòu)、新方法；開(kāi)拓了新型的誘導(dǎo)納米構(gòu)象轉(zhuǎn)變，得到了眾多國(guó)際同行的高度評(píng)價(jià)。獨(dú)立工作的10年里，他以通訊作者發(fā)表的高水平文章（影響因子大于10）就有30多篇，總引用數(shù)4600多次。

陳虹宇認(rèn)為，要想獲得真正的突破，科研人員一定要結(jié)合自己的興趣，在冷門(mén)領(lǐng)域進(jìn)行持久的探索。

據(jù)陳虹宇介紹，大眾想象中的納米科技，往往是那種可以攜帶藥物進(jìn)入人體血管，幫助治療疾病的微型機(jī)器人，“無(wú)論將來(lái)要做什么樣的納米器件，都需要具備合成、組裝復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)的能力。而現(xiàn)有的納米科技，只能合成簡(jiǎn)單的納米球、納米棒、納米片，也就是說(shuō)，在合成能力上存在著一個(gè)巨大的鴻溝。”

那么，這是什么原因造成的呢？陳虹宇認(rèn)為，當(dāng)前納米是一個(gè)非常熱門(mén)的領(lǐng)域，但大部分人都在做應(yīng)用研究，他們所依托的，是現(xiàn)有的納米材料。而合成能力有點(diǎn)像工具箱，大家都去用工具，沒(méi)有人去發(fā)展這個(gè)工具箱的話，應(yīng)用的潛力總有一天會(huì)耗盡。“從基礎(chǔ)能力上講，納米形貌的控制跟化學(xué)成分的控制有著本質(zhì)的不同，除非納米合成可以得到專(zhuān)業(yè)化的發(fā)展，否則這種合成能力上的鴻溝不會(huì)自動(dòng)消失。”

“傳統(tǒng)的納米合成，主要側(cè)重于控制納米顆粒的形狀、大小、均一性。我們則主要致力于發(fā)展納米合成的方法學(xué)，本來(lái)沒(méi)有路的，要找到一種方法來(lái)達(dá)成。例如讓納米線自己卷成圈或擰成麻花，或者生長(zhǎng)出納米的箭頭、刻蝕出納米的螺絲。這樣的復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)既然沒(méi)有人做過(guò)，其背后形貌控制的機(jī)理也就不為人所知。如果可以摸清楚其產(chǎn)生的具體路徑以及基礎(chǔ)原理，我們就可以進(jìn)一步拓展合成能力，而這正是我們力圖要突破的方向。”據(jù)陳虹宇介紹，他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開(kāi)發(fā)出了十幾種新型納米結(jié)構(gòu)的合成路線，并提出了新穎的機(jī)理。

未來(lái)，陳虹宇希望將復(fù)合納米合成建設(shè)成一個(gè)專(zhuān)業(yè)的研究領(lǐng)域，并期待該領(lǐng)域得到更多人的關(guān)注。他自己則希望在納米復(fù)合結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)、納米顆粒團(tuán)簇組裝、誘導(dǎo)納米構(gòu)象轉(zhuǎn)變、納米線操控等方面做出更多原創(chuàng)的發(fā)現(xiàn)和貢獻(xiàn)。

陳虹宇認(rèn)為，制藥產(chǎn)業(yè)的成功，是建立在千萬(wàn)種已知的有機(jī)化合物基礎(chǔ)上的，背后還有著深厚的理論支持；納米科技也會(huì)一樣，只是現(xiàn)有的納米形貌還太少、太簡(jiǎn)單。“除非納米科技的工具箱得到充分發(fā)展，否則我們將不會(huì)知道我們錯(cuò)過(guò)了什么。我的研究現(xiàn)在的確是個(gè)冷門(mén)，但一旦取得突破，將會(huì)拓展納米科技新的前沿。”

（本文轉(zhuǎn)自《中國(guó)科學(xué)報(bào)》）