李彥：十年磨一劍 科研教學(xué)雙豐收

時(shí)間：2014-07-04 08:30  作者：  來(lái)源：

　　2014年6月26日，《自然》雜志刊發(fā)北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院李彥教授“納米材料與納米結(jié)構(gòu)課題組”的論文（Nature, DOI 10.1038/nature13434），報(bào)道其在單壁碳納米管手性可控生長(zhǎng)研究上取得的重要突破。為了今天這一成果，李彥教授課題組經(jīng)過(guò)了十二年的潛心研究。在當(dāng)今浮躁的社會(huì)風(fēng)氣下，是什么讓李彥教授一直堅(jiān)守著碳納米管的學(xué)術(shù)攻關(guān)？帶著這個(gè)疑問(wèn)，記者采訪了李彥教授。

　　有著“長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授”、“國(guó)家杰出青年基金獲得者”、“北京市高校教學(xué)名師”、“北京大學(xué)十佳教師”等耀眼榮譽(yù)與獎(jiǎng)勵(lì)的李彥教授，原來(lái)是一位平易近人、樂觀開朗的女老師，她帶著親切的笑容，在她的辦公室里接受了我們的采訪。

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陰差陽(yáng)錯(cuò)進(jìn)入碳納米管的研究領(lǐng)域

　　李彥上學(xué)時(shí)的學(xué)位論文研究一直在萃取化學(xué)和溶液結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，參加工作后改為做納米材料的研究。1999年秋季，已是副教授4年多的李彥聯(lián)系到美國(guó)進(jìn)行校際交流，可是陰差陽(yáng)錯(cuò)，向擬去交流的學(xué)校遞交申請(qǐng)材料時(shí)卻被告知該校不再接收理科專業(yè)的師資交流?？墒抢顝┊?dāng)時(shí)已經(jīng)把所有的工作交給了同事，面臨著不得不出國(guó)的尷尬局面。幸好她的一位大學(xué)同學(xué)剛剛在美國(guó)杜克（DUKE）大學(xué)化學(xué)系擔(dān)任教職，正在建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，遂邀請(qǐng)她去杜克大學(xué)訪問(wèn)。1999年11月至2001年5月李彥在杜克大學(xué)化學(xué)系做訪問(wèn)副教授期間，進(jìn)入了碳納米管這個(gè)前沿領(lǐng)域。

　　1996年，美國(guó)科學(xué)家斯莫利、柯爾和英國(guó)科學(xué)家克羅托因發(fā)現(xiàn)了以由60個(gè)碳原子組成的球狀分子C60為代表的富勒烯而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，這極大地鼓舞和推動(dòng)了國(guó)際上對(duì)具有類似結(jié)構(gòu)的管狀納米碳分子——碳納米管的研究。

　　“1999年，當(dāng)我進(jìn)入碳納米管這個(gè)領(lǐng)域時(shí)，正是碳納米管在世界上非常熱門、進(jìn)入發(fā)展高峰的時(shí)候，可以說(shuō)我進(jìn)入的時(shí)機(jī)非常好。”進(jìn)入該領(lǐng)域后，李彥感覺到碳納米管的研究很有意思，很重要，也很有前途。按李彥的話說(shuō)，雖然是命運(yùn)把她推到了碳納米管研究這個(gè)領(lǐng)域，但她之前的研究積累也有幫助，讓她有一些與別人不一樣的想法，對(duì)從事該方向的研究有特別的好處。因?yàn)樘技{米管本身獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)帶來(lái)的魅力如此吸引人，李彥進(jìn)去之后就欲罷不能，不管國(guó)際上該領(lǐng)域的研究熱也好冷也罷，一直堅(jiān)守到現(xiàn)在，終于有了重要發(fā)現(xiàn)。

　　談到碳納米管的應(yīng)用前景，李彥喜形于色，說(shuō)起來(lái)滔滔不絕。目前碳納米管產(chǎn)品在人們的生活中已有應(yīng)用，例如應(yīng)用于手機(jī)的觸摸屏，不但成本低（是ITO觸摸屏的1/10），而且生產(chǎn)過(guò)程很環(huán)保。既然碳納米管的工業(yè)化生產(chǎn)已經(jīng)不成問(wèn)題，那為什么李彥的課題組十幾年來(lái)還要進(jìn)行碳納米管結(jié)構(gòu)可控生長(zhǎng)的研究呢？

　　李彥說(shuō)：“碳納米管剛出來(lái)的時(shí)候，它最引人矚目、最被人們看好的方面是在微電子領(lǐng)域?！彼M(jìn)一步解釋道，微電子與人們的生活密切相關(guān)，一個(gè)手機(jī)的芯片中就集成了成百萬(wàn)上千萬(wàn)的晶體管，計(jì)算機(jī)芯片更是集成了多少個(gè)億的晶體管。計(jì)算機(jī)越來(lái)越強(qiáng)大的原因是越來(lái)越小型化、集成度越來(lái)越高。但是總有一天，基于硅基CMOS集成電路的微電子技術(shù)將趨近于發(fā)展的極限，國(guó)際公認(rèn)的是碳納米材料是最有可能的替代硅的器件材料。2009年，國(guó)際半導(dǎo)體路線圖委員會(huì)推薦基于碳納米管和石墨烯的碳基電子學(xué)技術(shù)作為未來(lái)10至15年可能顯現(xiàn)商業(yè)價(jià)值的新一代電子技術(shù)。

　　材料是碳基電子學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，要把碳納米管應(yīng)用于電子技術(shù)，就必須嚴(yán)格控制它的結(jié)構(gòu)。然而迄今人們?nèi)詻]有辦法實(shí)現(xiàn)碳納米管的結(jié)構(gòu)可控生長(zhǎng)，這已經(jīng)成為制約碳基電子學(xué)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。李彥的課題組在逐步深化對(duì)碳納米管生長(zhǎng)機(jī)制和催化劑作用的認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，提出了一種實(shí)現(xiàn)單壁碳納米管結(jié)構(gòu)/手性可控生長(zhǎng)的方案，為碳納米管的應(yīng)用，尤其是碳基電子學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

化學(xué)研究的世界里女人也能撐起半邊天

　　據(jù)了解，北大化學(xué)學(xué)院過(guò)去的女生比例大于1/3，目前的男女生比例約為5:1至6:1，女性學(xué)化學(xué)，特別是搞科研是不是比較少見的選擇？做化學(xué)研究的女性會(huì)遇到比男性更多的困難嗎？

　　同樣身為女性的李彥急切地回答道：“我們化學(xué)學(xué)院超過(guò)1/3的老師是女性，女性做化學(xué)研究沒有任何缺陷或者短處?！钡乾F(xiàn)在選擇學(xué)化學(xué)的女生減少，最近幾年應(yīng)聘化學(xué)學(xué)院PI（Principal Investigator，課題組負(fù)責(zé)人）的沒有女性也是事實(shí)。李彥說(shuō)，這是多方面的原因造成的，比如人們對(duì)化學(xué)專業(yè)的偏見和錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，家長(zhǎng)希望孩子們選擇相對(duì)輕松的專業(yè)，以及更多的人文、社會(huì)科學(xué)專業(yè)對(duì)理科生開放，給學(xué)生們提供了更多的選擇等等。另外，女性承擔(dān)的責(zé)任比較重，要承擔(dān)更多的家庭責(zé)任，而工作上和男性又要平等競(jìng)爭(zhēng)。

　　“那么，在化學(xué)研究的道路上，女性的優(yōu)劣勢(shì)在哪里？”

　　李彥列出了很多女性做科研的優(yōu)勢(shì)：吃苦耐勞、韌勁足；善于溝通，能與人平和交流；具有包容性，與人很好協(xié)作；善于傾聽，能接受別人的意見和建議，從而做出合理選擇……“我認(rèn)為女性在科研上的劣勢(shì)并不是女性本身的原因造成的。女性在科研隊(duì)伍的群體中還是少數(shù)，加上工作之余要承擔(dān)更多的家庭責(zé)任，社交自然減少?！币?yàn)榭茖W(xué)研究，尤其是化學(xué)這樣的實(shí)驗(yàn)科學(xué)必須要很多人的協(xié)作才能完成，而社交可以讓別人了解你做的工作，你也可以了解別人的工作。正是這樣的相互了解可以找到合作的契機(jī)。

　　實(shí)際上化學(xué)專業(yè)的就業(yè)渠道很寬廣，女性在化學(xué)研究上也能撐起半邊天。李彥建議女生在選擇科研道路時(shí)要慎重，要考慮到時(shí)間精力的投入，考慮到研究的過(guò)程不是一帆風(fēng)順，要有面對(duì)挫折和社會(huì)現(xiàn)實(shí)的思想準(zhǔn)備。“我很高興選擇了做化學(xué)研究，這是我自己喜歡的事情，我可以自己支配時(shí)間和精力去做感興趣的研究課題。”李彥同時(shí)也要告訴女生千萬(wàn)不要妄自菲薄，一定要充分發(fā)揮作為女性的優(yōu)勢(shì)。

教研相長(zhǎng)，教學(xué)科研是最喜歡的兩件事

　　李彥辦公室的沙發(fā)上放著一個(gè)繡著“北京大學(xué)十佳教師”的靠墊，書柜里擺著很多學(xué)生送的各種小禮物。對(duì)于一位科研做得如此出色的教授，在教學(xué)上也能得到學(xué)生們的肯定，該是一件多不容易的事情，她是怎么做到的？

　　李彥發(fā)自內(nèi)心地說(shuō)：“教學(xué)和科研是我最喜歡的兩件事。人家說(shuō)教學(xué)相長(zhǎng)，對(duì)我來(lái)說(shuō)還有教研相長(zhǎng)?！睆?001年至今，李彥一直主講化學(xué)學(xué)院大一的《普通化學(xué)》。她認(rèn)為，教學(xué)和科研是相輔相成的。因?yàn)橐ソ虒W(xué)，自己就要先把基礎(chǔ)知識(shí)夯實(shí)，而在考慮研究時(shí)容易從最基礎(chǔ)、最本質(zhì)的概念出發(fā)。而且學(xué)生的問(wèn)題會(huì)讓自己去思考基本的概念，從而對(duì)基本概念理解更透徹。也因?yàn)榧纫虒W(xué)又要科研，促使自己更有效地運(yùn)用時(shí)間、提高工作效率。

　　李彥喜歡學(xué)生，愿意跟學(xué)生做朋友，學(xué)生遇到了問(wèn)題也愿意去找李老師聊一聊。從2004到2008年，李彥曾任主管學(xué)生工作的化學(xué)學(xué)院黨委副書記。說(shuō)起學(xué)生，李彥就像說(shuō)起自己的孩子，臉上閃著母性的光輝。說(shuō)起北大化學(xué)學(xué)院，李彥也是如數(shù)家珍：化學(xué)學(xué)院學(xué)科門類齊全，科研方向很廣，有60多個(gè)活躍的科研組，對(duì)學(xué)生培養(yǎng)全面，學(xué)生的后勁足……李彥說(shuō)，雖然北大化學(xué)已經(jīng)在世界排名第15位，但是形成自己的特色，引領(lǐng)世界潮流是我們今后奮斗的方向和目標(biāo)。她認(rèn)為，有勇氣堅(jiān)持自己的想法，就一定會(huì)有自己獨(dú)特的收獲。

　　李彥一再?gòu)?qiáng)調(diào)她喜歡北大的環(huán)境，雖然也有壓力，但北大是包容的，而且周圍有很多牛人，可以活到老學(xué)到老，讓自己不斷進(jìn)步和提高。在與李彥的交談中，我們時(shí)刻能感受到她洋溢的熱情和愛——對(duì)工作的熱情，對(duì)學(xué)生和對(duì)北大的愛。

相關(guān)鏈接：Nature刊發(fā)化學(xué)學(xué)院李彥教授課題組碳納米管結(jié)構(gòu)可控生長(zhǎng)研究的新發(fā)現(xiàn)

編輯：安寧