2007年8月-2008年6月担任化研07班班长期间,图为刘凯在实验室中专心致志地探索化学世界的奥妙

图片 1王朝:做科研的“创意引发剂”

勇往直前的创新者

王朝,男,湖北武汉人,中共党员。本科毕业于清华大学化工系高分子材料与工程专业。2007年8月,进入清华大学化学系攻读博士学位,师从张希院士。博士期间他发表被SCI收录的高质量论文7篇,总计影响因子达到72.4,其中影响因子大于10的文章就有4篇。由于科研工作突出,2010年,他荣获教育部博士生学术新人奖,并担任清华大学科研创新基金理科组组长。2007年8月-2008年6月担任化研07班班长期间,带领化研07班获得了学校的优秀班级(研究生),这在化学系历史上尚属首次。在2009年8月,他作为主要学生负责人组织和举办了化学系首届全国研究生夏令营。自2010年起,他开始担任化学系学术助理。由于思想、业务各方面均表现突出,被评为2010年度清华大学优秀共产党员标兵。此外,他还获得多项奖学金,包括高英士—清华大学综合一等奖学金,“东方胶化杯”全国胶体界面化学一等奖学金等。

——记2012年清华大学特等奖学金获得者刘凯

逆境成长意志坚

研通社记者 刘仕远 李丽媛

王朝是武汉人,出生在一个并不富裕的职工家庭,父母很早就双双下岗了,而除了他之外,还有一个弟弟要读书。贫寒的家境没有动摇他求学的决心,相反更磨砺了他的意志。王朝曾在入党申请书里写道,“一个在贫穷中长大的孩子,物质享受的要求很少,因而意志更加坚定”,逆境成为他奋发前行的动力。

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从湖北省著名的华师一附中毕业后,他考上清华大学化学工程系。本科期间,王朝通过做家教、勤工助学、拿奖学金等方式实现自给自足,没有向家里要过一分钱。他做过很多份零工,也曾经拿过勤工助学优秀个人奖,还年年担任班委,然而这些都不妨碍他保持优异的学习成绩。

图为刘凯在实验室中专心致志地探索化学世界的奥妙。

一个在逆境中成长、成才的人,不仅拥有更坚强的意志、更明确的目标,而且往往有更强烈的责任感。王朝就是这样,不仅对自己负责,对家庭负责,而且把关心和付出延续到他的同学和师弟师妹身上。如今,在他的带动下,实验室课题组里的师弟师妹都在科研工作上做的很成功。

  刘凯,清华大学化学系2009级直博生。本科毕业于吉林大学,师从清华大学化学系张希教授,博士期间围绕“功能超分子体系的设计、构筑与调控”课题做出了一系列创新而系统的工作。曾获教育部博士生学术新人奖、国家奖学金、国家唐敖庆化学奖学金、Bruker
Nano优秀研究生奖学金、清华大学社会实践一等奖等多种奖励。2012年,他获得清华大学特等奖学金。2013年6月,他将作为中国博士生代表,出席在德国召开的林岛诺贝尔奖得主大会。

王朝在逆境中锻炼培养出来的品质也让许多人欣赏不已。化学系研究生组在对王朝的评语上写道,“王朝特别有大局观念和谦让精神,作为协助我完成奖学金、评先推优方面工作的学术助理,他多次主动提出把应该属于自己的荣誉和机会让给高年级同学。”

  园子里,向来是熙熙攘攘,匆匆路过的你可能从未想过,生活中的他平凡无奇,甚至就在一秒前,他刚刚与你擦肩而过……

科研不走寻常路

  “我期望能做有意义的事,能为社会解决一些问题,这才是科研的价值所在。”自信爽朗的刘凯放下手中的杯子,面带微笑地娓娓道来,科研高不可攀的形象在他的口中仿佛瞬间消散。到底是什么样的勇气和信念支持着他做出了如此“水到渠成”的工作呢?让笔者带你走近这个开朗睿智的“牛人”,找寻期望得到的答案。

谈及为何在科研上一帆风顺,王朝说他最感幸运的是来到了张希老师的课题组,这里不仅科研气氛浓厚,更有张希老师的提携、前辈学长的关怀,以及优秀同学的合作和激励。

找准目标:突破创新最为贵

实际上,除了他所处的客观环境外,王朝所取得的成绩与他个人的独立思考意识和踏实努力是断然分不开的。

  刘凯从本科开始就关注现在所研究的领域了。“张希老师总是鼓励我‘做一些有创新的科研题目’。”在与导师、师兄师姐们反复讨论后,刘凯最终选定了“功能超分子体系的设计,构筑与调控”这样一个前沿、创新而大胆的题目。“现代医学、生物学越来越多地需要人工组装分子,为此必须深入了解超分子间的相互作用,但单分子层面的观测,一直是学界一道迈不过去的坎,如果实现了单分子层面的观测,将会在超分子组装体的设计上取得重要突破。我们希望将基于原子力显微镜的单分子力谱技术结合起来,实现科学家们长久以来的梦想。”

王广通是王朝的师弟,还未来到清华的时候,通过“校内网”认识了王朝。在王广通看来,王朝是一个非常能干的人。

  “生命体系是一个超分子的世界,组成细胞的一些物质能够借助超分子作用力有序地汇总到一起,我们需要研究这种作用力,才能把它应用到实际中……例如可以利用超分子材料‘定点放药’来医治肿瘤。装有药物的超分子组装体就像人造细胞一样在体内循环,当它到达肿瘤位置时,能识别出肿瘤细胞与正常细胞的区别,从而将药物释放出来,达到杀死肿瘤的目的。再比如我们制作的小型传感器,可以仅通过提取体液就完成传统CT才能完成的身体检查,大大降低了医疗费用。”刘凯为我们耐心地介绍着,从他言语的喜悦中我们看到了他内心深处说不尽的乐趣,也看到了他对自己研究成果的期待。

每一次小组会上,王朝都是积极的“创意引发剂”,思路开阔,点子丰富,而王广通苦于缺乏思路时,王朝提点他,做研究一定要“思考为主”,不能整天光做实验,要“多读点文献”。

执着前行:衣带渐宽终不悔

的确,王朝做科研的方式可谓“不走寻常路”:他向大家分享了一种“4+4+4”模式,即每天用4小时看文献,4小时做实验,4小时思考。相对于许多整天泡在实验室动手的研究生,王朝给自己安排的时间却是动脑多于动手。对此,王朝有自己的心得体会。“就像一个苍蝇努力撞玻璃板,虽然很用功,却不可能飞出去”,王朝说,“很多时候我们需要换个思路,多想想解决问题的办法,而不是一味做实验”。因此,王朝十分反对研究生沦为实验劳工,而经常提醒师弟师妹要培养独立思考的能力,“想法往往比实验重要”。

  创新者往往要面对重重困难,为了一个预期的检测结果,刘凯常常需要不辞劳苦,反复试验。他清晰地记得,有一年的平安夜,校园里各个角落都洋溢着节日的气氛,身边同学纷纷外出庆祝。虽然班级有活动,但是为了等待一组检测数据的出炉,刘凯只能在领完一个“平安果”后匆匆赶回空荡荡的实验室。一面是纷繁美好的夜晚,一面是不可预知的实验,萦绕于心的寂寞也曾让他动摇。“但是我就是一个不甘心的人,只要我认为有意义的事,就要坚持下去。”

王朝活跃的大脑也许得益于他多姿多彩的生活方式。博士生的生活一般是很单调的,而王朝努力为自己开拓科研以外的生活空间,“挤时间出来玩”。曾是篮球队队长的他,仍然爱好打球,偶尔也打游戏。王朝对手机、电脑等电子产品颇有研究,每逢周围同学有选购需求时,他总是热心地提出建议。

  功夫不负有心人,就在那个落寞平安夜的第二天,他就幸运地得到了满意的结果。瓶颈突破之后,课题进展一马平川,成果发表后,Nature
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等著名国际刊物和媒体分别为其撰写评论文章并给予高度评价。

王朝参加过很多国际会议,去过日本、荷兰、德国等国家,并与当地的大学生交流经验。他发现,外国研究生相比国内的研究生更关心科学研究本身,目的更加纯粹,独立思考的能力也更强。他对此深感忧虑,他希望更多的研究生把科研当作一种事业,因为“乐在其中才能做好科研”。他认为研究生应尽量避免浮躁,不能把读博当成一块敲门砖,而应以科学研究为天职,“干好本职工作比什么都重要”。另外,他告诫博士研究生不要做“论文机器”,只顾发论文,读博期间应该多做一些有意义的事,比如一些有意义的基础研究。

  “在瓶颈期有没有担心过课题难度过大无法完成?”刘凯的回答很平静:“当时也没想那么多,虽然很难,但就是觉得肯定能解决。”或许正是因为这种积极向上不服输的心态和对研究方向极度的热爱,才有了大家看到的“水到渠成”的成果吧。

做科研的路并不是一帆风顺,有时王朝也会碰到困难。研一下学期的时候,实验受阻,他经常做实验到深夜,却仍然没有结果。此后是在导师张希的安慰和指点下,他暂时放下工作,用了几个星期整理思路,一遍遍回想实验细节和工作步骤,终于发现问题并获得成功。这个时候,王朝平日培养出的开阔的思路、活跃的灵感和独立思考的能力就显得格外重要。

饮水思源:导师鼓励常回味

创新的“超两亲分子”

  一路走来,刘凯把最多的感谢送给了导师张希院士、王治强教授,以及课题组的师兄师姐们。“研究遇到困难的时候,课题组对我的帮助很大,当实验结果和预想相差比较远时,老师会跟我一起讨论、分析存在的问题。我的导师不仅是杰出的科学家,更是卓越的教育家。与指导具体的实验细节相比,他们更重视对我创造知识能力的培养和锻炼。他们有巨大的人格魅力,对我们总是给予各种强大的正能量,让你感觉到背后有强大的后盾支持你不断往前冲。”

王朝最突出的科研成果是在“超两亲分子”的可控自组装课题上所做的研究。传统的两亲分子往往需要复杂的化学合成,使其成本很高,不易功能化。为此,王朝所在的课题组创新性地提出了“超两亲分子”的概念,将功能性基团通过非共价合成的方法连接到分子上,从而实现分子的功能化。超两亲分子颠覆了之前的表面活性剂必须要共价合成的概念,实现了表面活性剂的低成本化和易功能化,在化学制剂、医药、纳米材料等各个领域有广泛的应用前景。

  谈到导师张希教授和王治强教授,刘凯掩盖不住自己内心的感激。“随风潜入夜,润物细无声。”正是两位导师的栽培使得他能够在科学的世界里自由探索和翱翔。值得一提的是,2010年研究生特等奖学金获得者王朝也出自于该实验室。也许正是这里浓厚的学术气氛、宽松的科研环境、活跃的思想碰撞,造就了这一批能在国际化学界崭露头角、富有创造力、意志坚定的青年科学家。

即使对一个化学的门外汉来说,王朝的解说也非常简洁易懂。采访中,他深入浅出地为记者解释了超两亲分子的概念、原理和用途。

  刘凯在超分子的世界里自由穿行,等待他的,或许是困难和未知,但他的坚强和自信,必将变困难与未知为绚烂的学术梦想。

两亲分子是同时具有亲水头部和疏水尾部的分子,也称表面活性剂。在化学工业中,表面活性剂的应用领域十分广泛,有洗涤用品、化妆品、石油提炼、药物释放等。传统的两亲分子,各部分通过共价键连接,这是一种化学合成的方法,过程中很容易产生大量不必要的化合物,例如前一段时间沸沸扬扬的“霸王”洗发水二恶烷超标,就是合成过程中产生了二恶烷而没有充分去除的结果。

编辑:冰 冰

而王朝的导师张希院士提出,能否使用非共价键来制备两亲分子?为探讨合成两亲分子的新方法,王朝组织开展相关研究,在导师的指导下完善了“超两亲分子”的概念:基于非共价相互作用(例如氢键和离子键)的两亲分子。其主要价值在于:第一,制备简单,易于功能化;第二,是一类崭新的组装基元;第三,对传统胶体界面化学有重要丰富和发展。

合成超两亲分子的表面活性剂,还是一种更为环保的技术,因为这种“物理合成”的方法使得过程中产生的附带化合物大大减少,并且其自组装和解组装也更容易控制了。

科研、工作两不误

尽管视科研为天职,王朝的能力却绝不限于在实验室做出丰富的研究成果。本科期间他就一直担任班委,大四时担任班长,研一时继续当班长。王朝自述,他在化研07班班长这个岗位上最大的成就是让清华“土著”同学与外来新生融洽相处。由于班级气氛非常好,同学们团结拼搏,整体无论在科研、考试、校园活动还是就业上都表现出色,最终化研07班被评为校“优秀班级”,这在化学系的历史上尚属首次。此外,他在担任化学系学术助理期间,还结合自身参与举办活动的经验用心为大家服务,在议程安排上借鉴美国学术年会的机制,让博士生论坛更有规范。王朝出色的学生工作成果博得了广泛的赞誉。

2010年暑期实践活动期间,王朝的团队在河北省深州市深州工程塑料有限公司进行了“超高分子量聚乙烯滑板改性研究”相关课题的研究,王朝还给这家企业的一线员工上课,收获颇多。如今,这家民营企业在他们的课题的基础上,成功实现了产品转型,王朝从中体会到了科研和实业相结合的巨大成就感。

明年,王朝将提前一年博士毕业,他计划留学美国攻读博士后,然后回国继续他心爱的科研事业。(编辑
露英)

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