做有趣有用的科研

——“挑战杯”特等奖的背后

期次:第214期    作者:本报通讯员 张岱 张晗 王诗宁   查看:40

 

    一群有着共同兴趣的95后,聚集在一起“做有趣、迟早有用的科研”。在第十五届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛上,他们捧回我校首个全国特等奖。


“我们抱着拿特等奖的目标去的”
    “我们的课题名称是《二维材料的可控制备及其性质探索》。”“LAN For Dream”团队队长、化学与分子科学学院2014级本科生王晨校介绍,针对目前二维材料领域面临的几大难题,团队提出了多种巧妙的制备方法,实现了新型二维材料的合成和层数的严格控制,探索了光电性质的调控和大规模集成。
    “我们的制备方法和培育植物很相似。农民通过改良土壤和化肥来获得更优质的作物,我们通过巧妙的设计让材料的‘种子’只能横向生长,从而得到绝对单层的二维材料,并让它们自动排列成有序结构。通过化学方法,我们还能得到新型的、性质可调的二维材料。”王晨校进一步解释。
    团队成员一直期待做一个大型、系统、专业的课题,而不只是单独的小方向研究。团队继承并拓展了学院上一届“挑战杯”参赛队伍的研究主题“石墨烯类二维材料的可控及其在能源存储等领域的应用”,并将研究范围从石墨烯类扩展到二硫化钼、氮化硼等更多种类的二维材料。
    备赛过程很艰辛。从2016年到2017年,一年的磨练让他们意识到科研的挑战性,也更深地体会了难题解决后的喜悦。项目目前已经发表了四篇高水平学术论文,包括1篇《美国化学会志》(影响因子13.858)、1篇《德国应用化学》(影响因子11.994)、2篇《材料化学》(影响因子9.466),第一作者均为本科生。
    LAN团队参赛组别是“能源化工组”的“自然科学论文类”,论文的发表数量和发表刊物的影响力,成为获奖的决定性因素。
成功源于兴趣和坚持
    在王晨校眼中,观察实验现象是一件“好玩”的事情。用液态铜作油,煎一组规整排列的由高质量均匀且绝对单层的石墨烯“蛋白”和氮化硼“蛋黄”组成的完美“荷包蛋”,是王晨校发现的六方氮化硼-石墨烯的二维核壳结构阵列。
    王晨校对化学很感兴趣,从大一开始,他就进入了武汉大学先进纳米材料实验室(简称“LAN”),跟随付磊教授进行实验研究。2016年9月,王晨校启动“二维集成阵列”方向的研究,随后,在付老师的指导和实验室其他成员的参与下,其他几个方向的研究也正式开始,构成了完整的项目团队。
    “周一到周五上完课之后,21:00去实验室;周末没有事情的话,大家也大都在实验室。”实验室的器材是公用的,安排固定的机时给本科生团队进行业余科研,这在科研实验室是非常难得的,所以团队成员格外珍惜使用实验仪器的机会,“我们两两一组,每组保证一人在实验室,每周末碰头交流研究进度。”
    2017年3月,他们开始筹备参加学校“自强杯”大学生课外学术科技作品竞赛,经过院系遴选、专家预审、作品展示和决赛答辩,顺利拿到直推国赛的名额。冲刺阶段,学校专门组织几次模拟答辩,反复修改答辩材料,调整陈述策略,最终呈现出更优状态。
    拿到特等奖在王晨校看来是“无心插柳柳成荫”的结果,“我们做研究最初并不是为了拿奖,而是源于对化学的兴趣,为了共同的目标而共同努力。”最令团队自豪的是国赛作品展示时,在120多个能源化工类展区中,团队的展区受到了众多参赛选手和评委老师的关注。
  
“这不只是我们的成功”
    队长王晨校,队员梁晓阳、张齐齐、鞠敏、左钧来、徐鼎、陈蔚寅、任泽勉均来自化学与分子科学学院,也均是LAN实验室的成员,他们自豪地笑称自己为“LANer”。
    “富娱乐精神,究微纳之间;做有趣、迟早有用的科研。享受简单、有创意的生活;积极、齐心协力、各显其能,结伴解开华丽碳纳米材料家族的主公——石墨烯不为人知的秘密!”这是LAN的实验室文化。
    王晨校说,他在实验室不仅学到了知识、提升了科研能力,更多的是认识了志同道合的朋友,感受到了情感上的关怀和心灵上的交流。
    LAN实验室2012年2月成立,主要致力于研究碳纳米材料的可控生长及在能源领域的应用。负责老师付磊是博士生导师、教育部青年“长江学者”、国家自然科学基金委优秀青年基金获得者。他以电子信息、能源领域的应用需求为导向,着力研究石墨烯等二维材料及其异质结的可控生长、组装问题,曾获中国科学院院长特别奖、中国科学院优秀博士学位论文奖、中国化学会青年化学奖、武汉市优秀青年科技工作者称号。
    “付老师非常幽默,在日常生活中,我们的‘梗’他都能接。在学术上他十分严谨,对我们要求非常严格。”实验室每周定时召开周会,汇报一周科研进展,讨论和总结实验中发现的问题。在团队研究和备赛过程中,付磊每半个月会进行一次项目跟进会,跟踪项目进度并进行指导。
    王晨校认为,团队能取得这样的成绩,不可忽视的原因是平台,“只要你感兴趣,都可以加入我们实验室,做自己喜欢的方向和课题。”
    兴趣和努力的开花结果还需要土壤和平台。学校和学院提供了非常开放的环境和机会,在丰富的“第二课堂”活动中,学生可以随意参加各类学术会议、论坛、挑战杯等大赛,让自己的科研兴趣和创新思维有用武之地。(王晨校供图)
(学在武大)