才引未来
杭州网  发布时间:2022-11-24 07:10   

材料化学“先锋”陈志杰 希望有更多“努力的天才”来从事基础研究

我叫陈志杰,今年33岁,是浙大百人计划研究员。都说十年磨一剑,转眼间我踏入现在的科研领域也有十多年了。

对于从小热衷自然科学的我来说,今年发生了两件值得庆祝的事。一个是我进入一年一度的《麻省理工科技评论》评选的“35岁以下科技创新35人”名单。入选的代表成果是我和团队合成的一种每克比表面积超7000平方米的新型多孔材料,可用于氢气和甲烷的储存。整个研发过程耗时一年半,算是对我过去学术生涯的一个总结。

还有一件是今年年初,作为研究员兼教师,我加入浙大化学系,正式结束了漂泊海外的日子。此前,我有九年时间,在沙特阿拉伯和美国,一边求学一边做研究。回国后,很高兴来到美丽的杭州,开启我独立研究的新篇章。

我研究的方向叫功能性晶态多孔材料的合成与性能,属于化学与材料化工领域的交叉学科。简单来说,就是从原子、分子和框架层面,实现材料合成构造的一门学问。根据细分领域提出的不同需求,我们还可以对材料性能做出精准的调控,比如使其保持高吸附性能的同时,也具备较高的稳定性,用于清洁能源气储存和有毒化学物质去除等。

事实上,这个方向放眼全球既不冷门,也不“年轻”了。大家熟知的活性炭,就是一种初级的人造多孔材料,因其较强的吸附力,常被用于污水净化、工业废气处理等场景。另一类多孔材料——分子筛,也被广泛运用于石油化工催化和吸附脱水等环节。

在加拿大,已有公司看中新型合成多孔材料在吸附分离方面的优异表现,开发了投入市场的产品。他们对空气中的二氧化碳进行“捕捉”,回收温室气体,以减缓温室效应。这类“凭空”捕碳的设备,目前在加拿大每天能捕集1吨的二氧化碳。

这些都印证了基础研究大有可为。然而,想要精确合成一种新型晶态多孔材料的成功率并不高。特别是早期阶段晶体结构的合成需要许多尝试,大概只有20%的概率能顺利推进,收获预期结果,并且不一定能复制量产。所以我也常告诉我的学生,要习惯直面困难,打心底里对科研这件事保有热忱,享受从无到有的乐趣。有好的结果的时候,也要反复验证研究。

比如我们能看到,自然形成的物质构造一般都偏向稳定,而大体量的多孔物质结构脆弱,违背了这种倾向性。这就需要我们非常了解分子与原子的结构,进行人工改进从而实现某种宏观性能的表达。这很迷人。

党的二十大报告中多次强调了科教与人才的重要性,拥有好的大学,吸纳好的科研人才,是我们跻身世界一流的必由之路。我认为,当下就是有志青年投身科研的大好时候,国内科研环境有了明显提升,前沿领域的竞争又是对标国际,相对公平。就专业方向而言,国内外著名的品牌华为海思、英特尔等,都会招募化学专业的“尖子生”,行业前景光明。

我们需要更多“努力的天才”,更多对科研感兴趣的年轻人,来从事基础研究,帮助碳中和等目标早日达成。接下来,我们团队有个“小目标”——为开发高效的新型离子电池,寻找合适的材料。同时,我也希望自己能终生保持学习的态度,像国外的科研大家们一样,80岁还待在实验室,逐梦未来。

    来源:杭州日报  作者:记者 马梦妍/文 郑承锋/摄  编辑:汪浩
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