前言:2023年12月7日,2023年度京博科技奖-化学化工与材料京博优秀博士奖公布了获奖名单。
“京博科技奖”是山东省乐安慈孝公益基金会设立,山东京博控股集团有限公司资助,由山东省乐安慈孝公益基金会与中国化学会联合举办的全国行业科技大奖,旨在表彰化学化工与材料领域做出突出贡献的优秀人才,以激励更多的科技工作者投身创新。
京博科技奖下设京博科技卓越奖、京博科技创新奖、京博科技进步奖和化学化工与材料京博优秀博士奖4项子奖。化学化工与材料京博优秀博士奖每年评选一次,共设1-2位金奖,5位银奖,10位铜奖。
2021年6月的毕业季,厦门大学化学化工学院博士生张运茂身边的同学纷纷开启了下一段旅程,而他关于“液体门控技术“在空气净化中运用的研究还在进行中。他不知道自己的工作是否会有很好的成果,也并不知道自己会因为这项当时看起来前途未卜的工作,在2年后获得2023年度京博科技奖-化学化工与材料京博优秀博士奖金奖。
沉心静气,在等待中硕果累累
2022年9月26日的深夜,张运茂终于等到一个好消息:国际顶级学术期刊《自然》(Nature)刊发他们团队题为《通过液基界面过滤和吸收实现连续空气净化》(Continuous Air Purification by Aqueous Interface Filtration and Absorption)的最新研究成果。
这项成果通过界面物理化学设计制备电场响应液体门控膜,该液体门控膜由固体基底和门控液体构成,利用液体作为功能和结构材料,将传统固体膜材料中的固-液或固-气界面的科学问题转变为液-液或液-气界面,能够突破固体多孔膜的局限性。
并且,这项成果还首次提出不同微尺度物质在水界面上的高效过滤与吸收的核心机制,打通了现有空气净化中从过滤吸收、防污防腐、抗菌除臭到长期运行的技术难关,解开了液体作为结构与功能材料如何实现电化学可控微泡及其三相界面上高效传质的难题,为未来应对复杂多变空气污染问题提出了一种新的理论与技术策略。
在越来越多普通人迫切期待解决空气净化这个难题的背景下,张运茂的研究有望解决目前空气净化的技术瓶颈,对开发新一代的空气净化系统提供新材料和新策略,推动空气净化技术和相关产业的发展。
反复尝试,在探索中寻求突破
2016年,张运茂因为一次关于仿生多尺度孔道研究的讲座,第一次了解到侯旭教授的研究方向,这种新颖有趣的概念引起了他的兴趣,他立刻写邮件,期待能在侯教授的指导下攻读博士学位,2017年9月张运茂如愿以偿进入侯旭教授的团队开始了自己的研究工作。
5年的科研和求学经历,张运茂用杨绛先生的一句话来总结:“生活有望穿秋水的期待,也会有意想不到的欣喜。”
所谓望穿秋水,就是夜以继日地研究和纷至沓来的挫折。投身一个新颖的研究方向,意味着一切都要靠自己探索,也意味着不计其数的试错。
每制备一个材料需要尝试很多方案,而每个方案执行过程中的每个环节都要经过很多次组合尝试,比如施加的电压,反应过程的时长,搭建的装置用圆形还是方形,气体的管路的连接方式等。每一个步骤都需要不断尝试,因此需要大量的时间。张运茂原本预计2021年6月便可以毕业,但最终到2022年的9月才得以博士毕业。
对此,张运茂却认为:“失败恰恰说明了自己的不足之处,或是指明了要调整的方向,在科研过程中反而会帮助自己走得更好一点”,最终这些试错过程构成了一套成体系的经验,引导他走向了最后那次成功。
长远规划,在平实中收获惊喜
在反复验证的过程中,张运茂不仅充盈了自身,还带来了过程之外的“惊喜”。他获得了很多跨学科老师及同学的帮助,在各司其职又相互配合中,他拓宽了新的知识领域,也带来了新的思考方式。
在此之外,精神上的鼓励也举足轻重。“不要把自己囿于四季,局限在时间的内耗中”侯旭教授的一席话,犹如醍醐灌顶。临近毕业,时间压力让张运茂情绪波动。面对当下工作还未完善的现实情况,如果匆匆毕业,这项工作就要放弃,前期所有努力皆成泡影。
侯旭教授建议他以一种更长的时间维度来检视当下:“科研人员要有长远规划,你不一定要把自己局限在一年的时间里,沉下心、静下心把实验捋清楚思路,可能会出人意料的收获。”靠着导师和团队成员的帮助,张运茂终究克服了挫折,继续前行。
与张运茂交流的过程中会感觉他有一种油然而生的平实。
在他看来,身边的人都极其优秀,而自己目前的些许成果并不足以说明什么。当我们问及他的志向,他是这么说的:
“每个人有不同的兴趣爱好和方向,他的方向和兴趣爱好决定了研究的工作,有的可以上天,有的可以入海,有的可能专注于生活中某一个领域的痛点,但我认为它都能够发现一些规律,或解决一些问题。而我们科研人员解决的问题,有大家普遍认为‘高大上’的,也有一些贴近生活领域,看起来普通的。但只要能够解决问题,我认为都是有意义,有价值的。”
如同他对自己求学经历的总结,在平淡的科研工作望穿秋水,为那些精彩的发现而欣喜。