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唯熱愛可抵科研漫長

2022-02-16 19:45:57米娜
教育家 2022年4期
關鍵詞:實驗室化學學生

米娜

我們不能人云亦云,這不是科學精神,科學精神最重要的就是創新。

——系統科學家錢學森

興趣愛好

打籃球、打羽毛球

值得一讀的書

《從一到無窮大》

崇拜的科學家

倫琴——X射線的發現者。他放棄申請相關專利,造福人類。

他做實驗細致入微,嚴謹論證測量出的數據,大力推動理論與實踐的結合。

十年之后想成為什么樣的人

在研究領域內做出自己的特色和貢獻,上好基礎課,培養出優秀的學生。

做學問,不僅心態要好,還要找準自己的定位。

靳志文:

出生日期:1990年3月20日

出生地:山西省朔州市

畢業院校:本科就讀于蘭州大學,碩士、博士就讀于中國科學院化學研究所

工作單位及職務:蘭州大學物理科學與技術學院教授、研究生導師

沒有對未知事物產生過好奇的人,無法理解什么是科學探索的快樂。不懈追求真理,讓嚴謹的科學研究進入大眾的視線,是蘭州大學“90后”教授靳志文一貫堅持的科研信條。每每在實驗室發現新現象時,他所有的疲憊與怠倦都一掃而空,強壓著心中的興奮與滿足,仔細將這些實驗數據記錄于冊。靳志文對科研的熱愛,也使“冷色調”的實驗室多了幾分溫度。

找準定位,適合的就是最好的

若不是體驗過科學探索的快樂,他不會成為如今的靳志文。2007年,靳志文還是一名因喜歡做實驗而奔波于各個項目組的本科生。他常常“混入”老師的課題組和學長們的創新項目組,與他們一同做實驗,體驗探索科學奧秘的快樂,即使只是“打打下手”,也心滿意足。一次偶然的機會,靳志文了解到蘭州大學專門為本科生進行基礎領域的科學研究提供基金,便毫不猶豫地邁出了“科研第一步”。從提交項目申請到立項前的答辯,靳志文投入了大量的時間與精力,在圖書館翻閱研究資料、在實驗室反復驗證,并主動向學院的老師與學長請教,虛心接受身邊同學的建議。靳志文將這些聲音與切身實踐相結合,逐漸形成了一套適合自己的方法。天道酬勤,他的項目最終在眾多的申報課題中脫穎而出,順利立項。

前行之路并非平坦的大道,靳志文也走過彎路。“中學時我就對化學有濃厚的興趣,一直夢想進入大學后修化學專業。”靳志文回憶說。但造化時常弄人。2007年,他報考了蘭州大學。收到心儀院校的錄取通知書后,靳志文驚奇地發現,即將主修的材料化學專業竟然設在物理科學與技術學院。不知道等待自己的是怎樣的學習環境和學習內容,但生性樂觀的他,決定前往這所與他“有緣”的高校,“我知道自己是去學習的,不是去享受的”。

真正接觸到材料化學后,靳志文一直以來的“化學夢”砰然破碎——材料化學是交叉學科,而非專門研究材料的化學性質,更多涉及的是材料在制備、生產、應用和廢棄過程中產生的化學現象,涵蓋物理學、熱力學、電化學等多方面的知識。事與愿違,靳志文有些失落,甚至有過動搖:要不要換個專業?畢竟很少有人能在自己不感興趣的領域內取得令人稱道的成就。可轉專業又談何容易?想到這里,靳志文努力調整自己的心態,積極參加各類科學實驗和創新項目,嘗試去發現交叉學科的美好。在實驗室里“折騰”的次數多了,他逐漸從“僅憑一腔熱血但什么也做不了”的狀態,轉為“挖掘到一些關鍵點和小技巧”的竊喜,漸漸對學科中涉及的物理知識產生了興趣。“其實,我發現自己喜歡的不一定就是化學,而是科學研究的過程與獲得成果的快樂。”靳志文說。

2011年,在各方面取得優異成績的靳志文,被保送至中國科學院化學研究所碩博連讀。終于走向科研,靳志文笑著說道,“我可能是運氣比較好,找到了適合自己的定位”。

聚焦“卡脖子”技術

2015年,尚在中科院化學所攻讀博士學位的靳志文研究太陽能電池時,注意到在新興的金屬鹵化物基太陽能電池領域,研究的關注點大多在有機或有機無機雜化太陽能電池上,即使將精力投入此領域的科研人員較多,也未能解決電池穩定性較弱的問題。嗅到“科學氣味”的靳志文,開始嘗試以做成全無機的方式提升電池的效率和穩定性。

2016年8月,靳志文來到陜西師范大學劉生忠教授課題組開展博士后工作。在此期間,他與課題組的伙伴們發現全無機鈣鈦礦具有優異的光熱穩定性,可理想的黑色立方相無機鈣鈦礦在常溫下熱力學不穩定。為了找到解決方法,靳志文與伙伴們繼續蟄伏在實驗室里,想要通過優化CsPbI3晶體結構、薄膜性質,使整個器件性能達到最優結果。盡管研究過程中存在大量重復性工作,他們也絲毫沒有懈怠。

一個尋常的下午,實驗室里回蕩著他們沸騰的歡呼聲。通過反復的實驗,他們使全無機鈣鈦礦太陽能電池的效率超過14%,并展示出很高的熱穩定性。“這是當時無機鈣鈦礦太陽能電池的最高效率。”靳志文激動地回憶道。他對那間規模雖小但能產出巨大能量的實驗室近乎迷戀、癡狂,“那是造夢的工廠,是碰撞靈感的地方”。

2018年10月,出站后的靳志文回到蘭州大學。此時的他,有一種強烈的“做科研是為了國家發展和推動地方經濟”的意識。當注意到國內高值科學X射線類儀器遭受國外技術及專利封鎖嚴重,還存在一定的電離輻射泄露風險時,靳志文決定在前期工作的基礎上,結合甘肅省顯著的核產業區域優勢和母校的核科學研究實力,搭建X射線探測技術研究平臺。

“1895年倫琴發現了X射線,國外的科學家們掌握核心技術,將其運用到了醫學領域。但我國在這方面起步較晚,國外又對元器件、核心技術持保密態度,讓我們處于一種‘卡脖子狀態。在這樣的環境下,我們必須以國家需求為導向,將論文寫在祖國大地上,讓成果成功落地。”

科研的進度和成果的產出與科研人員的周遭環境密切相關。國家提倡“破五唯”,強調要為科研人員“松綁”,蘭州大學率先垂范,實施相對靈活的識才機制。按照規定,靳志文可以自由組團做項目,學校不僅給予資金、資源等支持,在沒有完成預期目標的情況下不做考核評價,還在入職前安排住宿以解決青年科研人員的后顧之憂。

這樣的自由對科研人員的重要性不言而喻,靳志文與團隊全身心投入到科研工作中。他們圍繞金屬鹵化物的合成/結構以及調控方法、高效能量轉換器件的構筑及實現方式、X射線能量轉換的基本規律及相關理論等關鍵科學問題開展研究,在低成本規模化制備、高靈敏探測的器件結構設計、采集速度和感光效率的制衡關系等方面取得了系列研究進展。

“開展X射線探測關鍵技術研究,是安全地駕馭核技術,X射線相關儀器國產化的有效途徑。”在靳志文看來,面對如此重任,“孤軍奮戰”無法實現“從0到1”的突破。他非常重視團隊的力量,隨著個人能力不斷提升,團隊也在不斷擴充壯大。“組建一支在協作中迸發科研火花的團隊,可以為科研注入蓬勃生機,創造無限可能。”如何建立并管理一支高效運作的科研團隊,是靳志文一直在思考的問題。

為人師者的傳道、授業、解惑

作為一名大學教授,要兼顧教學與科研兩項職能,不能偏頗。但初次走上講臺,面對一群與自己年紀相仿的學生,靳志文慌了,“給學生上課和在實驗室里搞科研完全是兩碼事”。為上好每一堂課,他虛心向前輩請教,也常與學生溝通,盡力做到“教學、科研兩不誤”:用心給學生講解學科基礎知識,幫助他們打下堅實的基礎;講授書本內容的同時,聚焦學科相關應用領域,將多維度的知識與課堂實際內容結合起來,激發學生的學習興趣;將一些趣味實驗引入課堂,在互動中培養學生的創新意識;鼓勵學生積極參加學科項目,為他們提供提前走入實驗室的機會,增強他們的實踐能力。

擔任研究生導師的靳志文,為幫助學生建立知識體系、做出更有深度的研究,充分利用學術資源,常常帶著學生參加學術研討會,給他們提供與國內外專家交流、了解學科前沿理論的機會,更是常常熬至深夜,逐字逐句為學生修改論文。即使學生人數越來越多,工作任務越來越重,他也會花大量的時間和精力在學生身上,盡自己所能為他們“鋪路”。

走在校園里,與學生們相談甚歡的靳志文,常常被誤認為是一名學生。“我的研究生大都是‘90后,年齡與我相差不多,交流起來沒有代溝,非常順暢。”作為學生的良師益友,靳志文常常為學生解惑,“做學問,不僅心態要好,還要找準自己的定位,受外界影響做出的選擇不一定適合你”。這是他對學生的關心,也是“過來人”的經驗之談。

2021年底,蘭州大學學生們在評選“我最喜愛的十大教師”活動中,紛紛把票投給了他們口中“認真嚴謹的好老師”“毫無距離感的大哥哥”靳志文。

“我們‘90后是承上啟下的一代,既要傳承老一輩教授們的精神,又要盡力培養下一代接班人。”靳志文認為,只有心向科研,熱愛科研,才能走好這漫長的科研路。他想要凝聚更多新生代力量,做對時代命題和社會需要有所思考、有所回應的研究,走好科研的每一步。

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