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人物故事 | 廖洪钢:二十余载厚积薄发,引领原位电镜前沿研究
2023-09-20
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以下图文转载自厦大化院人
【人物名片】
廖洪钢,厦门大学化学化工学院教授、博士生导师、福建闽江学者特聘教授。主要研究方向包括原位电镜设备研发、原位液体透射电镜技术应用等。长期致力于开展原位液体透射电镜的原创性研究,并运用该技术实现了高分辨率的实时原位观察纳米晶体在溶液中的成核生长及形貌演变过程。研究成果多次发表在Science、Nature等国际dingjian学术刊物上,被报道和评论为“塑造纳米晶体的未来”“颠覆了一百多年来对晶体生长规律的认知”“新机制助力下一代电池研发”。
近日,厦门大学化学化工学院廖洪钢教授协同孙世刚院士团队,与合作者在国际dingji学术期刊Nature刊发了关于锂硫电池电荷储存聚集反应新机制的研究成果,破解了电极表/界面发生的电化学反应的神秘“黑匣子”,在学界引发了巨大轰动。由于这项研究成果是基于研究团队自主研发建立的高时空分辨电化学原位液相透射电子显微系统(EC-TEM)取得,因此原位液体透射电镜也再次受到广泛关注。而廖洪钢,就是最早一批开展原位液体透射电镜研究的开拓者之一。
如果想造船,就应该先激发
自己对大海的渴望
每天像上了发条的机器一样早起投入科研;为了观测到某个实验现象不分昼夜地在小黑屋里做实验;步入前无古人的原位电镜领域,顶着巨大的压力摸黑探索,甘坐多年冷板凳……当被问到多年来支撑自己在科研道路上行而不辍的动力时,这位刚从实验室的忙碌中抽身出来、还来不及擦汗的教授笑着说道:“内驱力是一个人前进的发动机”。
“我想证明我所看到的。”最初引领廖洪钢走上原位电镜这个前沿研究领域的,仅仅是这样一个简单的念头。彼时还在厦大化院读研究生的他,在纳米材料合成研究中观察到了纳米颗粒长成的不同形貌——一会儿是一颗五角星,一会儿又可以是一朵花。科研的入口常常被给予一个奇妙的命名——好奇心,怀着探索未知的本能,廖洪钢和同学用电子显微镜去拍摄纳米材料的形状,发表论文试图去澄清其中的机制,引来了意料之中如浪潮般的否定与质疑。
廖洪钢在实验室工作中
“任何极具创新性的研究的早期,都是很难被理解的”。廖洪钢在回忆研究初期遭到的困难与质疑时,有些无奈地笑笑,但眼神却是发亮的。因为彼时那些反对和质疑的声音并没有打击到他的科研热情,反而激发了他揭示这些物质合成机制的动力。当时,世界上甚至还没有一个叫原位电镜的领域可以去实现这个过程,但科研的热情被年少的冲动点燃,此后经年执着燃烧,逐渐长成了他心里一座不眠的火山。
扛着“博士可能毕不了业”的沉重压力,廖洪钢和团队数十年如一日聚焦原位电镜技术开发,破除种种技术障碍,开展从0到1的探索,开拓并实现了将光、电、热、力等外场引入原位/工况高时空分辨研究,并在化学、材料科学、生命科学等领域得到广泛应用。Science、Nature等一系列顶刊的“亮相”让廖洪钢团队进入更多人的视野,也得到了更多业内同行的认可——团队的引领性研究曾被报道和评论为“塑造纳米晶体的未来”“颠覆了一百多年来对晶体生长规律的认知”“新机制助力下一代电池研发”。
遵循自己的时钟,做不悔的选择
对于没有航向的船只,任何风向都是逆风,在探索中取舍是目标抉择的常态。2003年在本科生涯结束后,廖洪钢并未直接投入科研事业,而是选择先进入社会历练。“这一段工作经历对我日后学术生涯的选择是有重要影响的,因为只有在真正步入社会的尝试与探索中,才能真正澄清自己的目标与方向。”廖洪钢十分感怀那段在企业工作中探索到自己真正热爱的事业的日子,在这过程中形成的对整个社会的工业和生产切身的感性认知,让他进一步厘清了科研与生产之间的关系,也为他日后的创业道路奠定了良好的基础。
超新芯携手蔡司推出原位电化学电子显微系统
如何让科研成果走出实验室、走向应用场是廖洪钢在接触社会生产、回归科研后一直考量与思索的问题。回国后不久,在导师孙世刚院士的支持下,廖洪钢和几位校友共同创立了厦门超新芯科技有限公司。公司坚持从芯片开发到原位杆硬件和软件,打破国外公司的技术垄断,掌握原位电镜技术和核心工艺。目前,公司已经实现了原位产品全系列供应,产品涵盖科研类芯片、分析测试芯片、集成测量芯片及系统、芯片实验室解决方案和电镜配套样品台系统。其中,10纳米氮化硅原位芯片进入产业化生产,可在液相环境下球差校正电镜中使用,并实现原子级分辨率;研发的新型高分辨原位芯片反应器及系统已在国内外得到广泛应用,助力各国基础研究和产业升级。凭借优秀的业绩表现,公司获评国家级高新技术企业,成为成功切入全球电镜产业链的中国科技企业代表。
从基础研究,到技术突破,再到应用落地,走过这样一条科技创新的漫长链条,廖洪钢对未来的科研征程充满期待,“科研路上层出不穷的挑战才是我选择回归的最重要原因。”
春风化雨,薪火相传
本硕博就读于厦大,学成归国后又重回厦大任教,在厦大学习工作一晃已二十年。“我的人生观、价值观、世界观……人生的大部分塑形过程都是在厦大完成的。”廖洪钢谈起与厦大的亲密链接,言语中充满了感激。
浓厚的科研氛围、前辈们严谨求实的科学精神深深影响着彼时科研的种子刚在心中埋下的廖洪钢,此后数年,浇灌着他心中那棵大树茁壮成长,不知不觉间,他也接过前辈教书育人的接力棒,成为厦大化院薪火相传的一环。秉持着立德树人的如磐初心,廖洪钢除了言传身教、传授思维和理解之外,他更注重培养学生独立的学术能力,培养他们的兴趣,发掘他们的潜力,不断激发学生内心的驱动力,逐步提升学生面对困难、解决问题的能力。
“在科研过程中让他们建立自己学习和思考的方法,我觉得远比简单传授知识以及教他们如何完成科研工作来得重要。”他说。
廖洪钢(前排左二)和孙世刚院士(前排左一)以及研究团队成员合影
在总结自己育人心得的同时,廖洪钢结合自己的经历,和广大青年科研工作者们共勉:每个人在天赋上都有细微的差别,努力与自我驱动的能力也可以是一种天赋,怠惰的人无法遇见自己的才能,而努力会让一个人的天赋闪闪发光。遇到困难时,要打开思路,解放思想,同时,小心严谨的求证也必不可少。除此之外,要善于规划和整理,阶段性的规划和目标与督促执行是完成整个长期研究课题的重要环节,只有逐步积累需要的知识,一步步提升研究技能,才能一步一步走到终点。
“要做好科研,或许需要数十年的自我驱动、繁冗尝试与坚定不移。”廖洪钢如是总结他数年的科研历程,“我已经在路上了,也会一直在路上。”
图/受访者提供
文/化学化工学院学生记者团 冯诗佳
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