王中林被金子绊倒的“纳米首席”
2017-02-25曹宏琰
曹宏琰
有时候你摔了一跤,但绊倒你的很可能不是砖头,而是一块金子。排除生活琐事的干扰,从而成为当今世界纳米领域的执牛耳者
1981年,国家面向全国选拔100名中美联合招收的物理研究生。西安电子科技大学一名大三男生报考,专业课全过,但是17岁以前没有学过英语的他语言没过关。余下的一年时间里,这名学生把几乎所有的时间都留给了英语。最后一次考试,他通过了,并且是西北五省惟一的一名。1983年,男生如愿来到美国。经过4年的努力,1987年获亚利桑那州立大学物理学博士。从1987年到1994年,他辗转纽约州立大学石溪分校、英国剑桥大学卡文迪许实验室、美国橡树岭国家实验室和美国国家标准和技术定量局从事研究工作,2004年晋升为佐治亚理工学院校摄政董事教授。
35年后,曾经的励志“男神”,如今的纳米“大牛”登上了北京市“京华奖”的领奖台。深灰色西装,蓝白相间条纹领带,黑框眼镜,言谈举止关中范儿十足。听到这,科学圈内朋友一定想到一个人——中国科学院北京纳米能源与系统研究所所长、首席科学家王中林。
作为国际公认的纳米科技领域的领军人物,王中林直言不容易。“我回到国内什么新闻都不读,没时间看,先把自己手头的事做好。睡觉前先把邮件处理好,一觉醒来又有50封。”他晃了晃自己的手机,苦笑道。
热情不衰,终成正果
王中林是一个相当执着的学者。前些年,他力促美国佐治亚理工学院和北京大学联合创办光电系并兼任系主任,面对国内学风浮躁的状况,他深恶痛绝。有一次,一个学生向他抱怨平时杂事多影响了做科研,他竟劈头盖脸的训道:“浮躁从你浮,今天晚上同学叫你卡拉OK,你去了,明天同学又叫你喝茶,你也去了,杂事多,你不去不就完了嘛!”
“作为一个教授,不教不授何为教授?”王中林对此解释道,“我们要教的学生是我们知识和思想的传承,把学生当自己的孩子看,既要讲还要教,第一职责是育人,告诉学生做学问先做人。”
正是从小就喜欢研究,见识到了科技改变生活的力量,王中林才能长久保持对自己的研究领域的热情,排除生活琐事的干扰,从而成为当今世界纳米领域的执牛耳者。
“迈克尔·乔丹在美职篮打球时曾说过‘I love this game(我热爱这场比赛)。”谈到自己的偶像时,他抚了抚眼镜,提高了声调,“对于我们搞科研的人来说也是这样,面对不分昼夜的工作一定要热爱,要执着,更要会享受这个过程”。
在美国奋斗的岁月里,王中林陆续收获美国显微镜学会巴顿奖章、美国化学学会S.T.L奖金、美国陶瓷学会普帝奖及埃瓦德奥顿纪念奖、美国材料学会奖章、美国物理学会詹姆斯马克顾瓦迪新材料奖,是世界少有的能集齐美国五大学会奖的学者。
由于不是出身名校,又乏人引荐,王中林在美国的科研之路起初也并不是一帆风顺的。“美国材料学会每年参会多达一万人,一年只评两三个人一个奖。你算老几啊?这么多人排号领奖,你排哪年去啊?”回忆这段经历时,额头上的皱纹明显浮现,他感慨地说,“我学生时就去参会,人家只给我墙报,那我就放墙报上给人讲。俗话说酒好不怕巷子深,现在巷子太多,酒也太多了,我只好努力叫卖。过段时间,人家再给我在200人面前一次15分钟的展示,我把它讲好,过几年再给我30分钟的邀请报告。就这样年复一年,很多人就了解我的研究了。很慢,但是一定要耐得住性子。”
正是国外的学习和打拼培养了王中林对事业的热爱,磨练了他的毅力,也成就了他今日学术上的地位。历经摔打,“得志不猖狂,失意不消沉”已成他常常自警和育人的座右铭。
专注冷门 ,偶然拾金
今天中国科学院北京纳米能源与系统研究所几乎一半的研究都与纳米发电机和柔性摩擦纳米发电机有关,这也是所长王中林引以为傲的两件宝。“其实它们的发明都是很偶然的机会,最开始都不是为了发电。”
王中林与记者分享了他在研究过程中“错误”导致“发现”的故事。2005年夏季的一天,王中林与一位博士生用当时最高级的手段测试纳米材料的压电系数。这位学生做了整整一个夏天,得到的结果却和王中林期待的不太一样。是方法错了,假设错了,还是计算错了?当时王中林首先想到的是假设出了问题。他同学生一起反复研究,重新计算,最终发现了一个全新的方向:利用纳米材料发电。几个月后,王中林发明了纳米发电机,在此基础上,他又发明了不依赖于原子力显微镜并能连续不断地输出直流电的纳米发电机的雏形,为技术转化和应用奠定了原理性的基础并迈出了关键性的一步。
“有时候你摔了一跤,但绊倒你的很可能不是砖头,而是一块金子!”王中林端起面前的茶杯,轻轻地呷了口,继续笑着说道:“2006年11月我用两篇文章提出了压电电子学这个概念,10年后这个概念变成了一个物理效应和一门学科。在此基础上我又提出压电光电子学,照样也成了一个物理效应。”
2011年,另一个“错误”启迪了王中林的小组关于研制柔性摩擦纳米发电机的思路。这年3月,做纳米发电机的学生向他汇报:“最近测试出的结果和以前不大一样,以前发出的点是只有1V,但最近有时候测试出的结果能达到5V以上!”王中林排查原因,很快发现这是因为那个学生在做纳米发电机的时候没有封装好所致。但这个简单的“错误”却把他带入沉思。“在这种时候,做教授的不是在第一时间把学生批一顿,更重要的是从这些未知的现象中发现点什么。”
王中林和学生把设计方案改了又做、做了又改,經过半年的反复打磨,他们终于发现了一个十分简单却非常有用的技术——摩擦纳米发电机。利用这种摩擦来发电,终于让“负效应”带来了“正能量”。
虽然两项发明令王中林在业内“大红大紫”,也使纳米能源成为大家眼中的“香饽饽”,但是谁人知道最初得不到大家认可,他硬是抱着“冷门”默默投入了十年。
“我给学生说做热门就像乡下吃席一样,你一口我一口就把一盘菜糟蹋了,然后再找下一盘菜在哪里,你能是第一个吗?!”王中林的一只手在空中比划叨菜的动作,此刻情绪明显激动起来。“什么叫冷门?第一,大家认为不值一做;第二,太难;第三,没多大用。那我就在大家都不看好的情况下把它奠定了,这叫‘千里走单骑,做原创一定不能抓热点!”
改签结缘 ,祖国圆梦
对普通人而言,纳米发电机并不是一个遥远的科学名词,它意味着一种相当科幻的生活:若它投入应用,人们步行、心跳、脉动的微能量能够用来为微型医疗设备、可穿戴电子产品供电,实现“自驱动”。而以此为代表的自供电电化学和自充电电源系统未来将在海水淡化、国家安全、大气和水污染治理等诸多领域改变人们的生活。
“我认为纳米发电机两年之内会达到实用,五年内会达到高峰,七年会变成大能源。”王中林的话掷地有声,源于他对自己科研团队的信心。中国科学院北京纳米能源与系统研究所已经研发成功的无臭氧产生的空气净化机、利用汽车排气口动能除尘的尾气过滤装置、可监测老人和儿童位置信息的智能鞋都已经投产,即将走入千家万户的生活中。
中国科学院北京纳米能源与系统研究所这样一支高水平富有活力的国际化创新团队的建立竟与王中林一次改签机票结缘。2010年元旦,王中林回北京参加“千人计划”北京联谊会,会上他用8分钟时间简要把自己做了什么向一位部长进行了汇报。说者无心,听者有意,机遇就这样降临了。“汇报完之后我看到这位部长跟旁边的人耳语了几句,当时我也没留心,就准备第二天飞美国了。当天我接到一封院士春节联欢晚会的邀请信,本想推辞,想到来了就参加一下,就看机票改签贵不贵了。我一开始改签,人说950美元,准备打退堂鼓了。你说巧不巧?晚上睡前我又打电话改签,航空公司只收了250美元的改签费!就这样我在宴会上碰到了白春礼院长,他把我拉到边上提了这个事,从那时起我就开始组建这个所。回头想想,这是不是一个传奇的故事?”
从五年前他和两位同事在一间咖啡馆开第一次会议商讨组建研究所事宜,到今天发展为拥有300人规模的科研团队、怀柔基地占地83亩,可谓沧海桑田。“在国外你敢想吗?你敢做这梦吗?”王中林看了眼记者,意味深长地说,“这就叫中国,这就叫国情,这就叫重大机遇,这就叫需求。”
谈及对纳米技术未来的期待,他表示,不光是纳米,整个中国各行各业的科研再过十年会有突飞猛进的发展。对中国科技界二十年后很多领域超越美国,王中林充满信心。“我只有把这个所建好方能对得起国家的支持,方能对得起纳税人。”未来,王中林将继续在研究纳米发电机的道路上前进,为国家培养一批高端的人才出来,带领他的科研团队再攀科技高峰。
迈克尔·乔丹,这位伟大的运动员因屡屡在赛场上用加时绝杀证明一切皆有可能而被誉为“篮球飞人”。在纳米科技領域已经用实实在在的发明告诉世人没有什么不可能,“纳米飞人”这顶头衔用于“乔丹粉”王中林的头上似乎再合适不过了。
责任编辑 余玮