窥探纳米之美 跨越海峡圆梦——记深圳大学高等研究院研究员李昇隆

干思思

从台湾到深圳，跨越海峡。不同的城市，不仅有相同的肤色，也有相近的饮食和文化。2017年，为了圆自己的独立科研梦，李昇隆从台湾奔赴内地，在中国的创新活力之城深圳，开启了表面材料与分析化学的科学前沿探索工作。

两年多来，李昇隆聚焦纳米薄膜材料的制备与其分析应用，以聚羧酸官能基的均苯三甲酸与其结构上的衍生物为研究素材，在国际和国内首次提出多重刺激协同控制表面超分子组装结构转换的概念，在超分子化学自组装领域实现了重大突破。

源于兴趣，乐在享受，成于发奋，志在远方。对李昇隆而言，走进应用化学完全是因为兴趣，从事科研工作本身就是一种生活，探索超分子化学的前沿科技就是一种生活上的“享受”。因此，他时时刻刻都在享受生活，热衷生活。

和学生合影

突破关键技术超分子组装的无限可能

物质材料与人类生活、科技产业息息相关。近年来，超分子化学在千变万化的材料科学领域占有一席之地，探索分子材料相关的研究课题无论在基础科研中还是实际应用层面都有着不可忽视的重要性。

分子自组装是以分子作为单元建构物质的新概念，此一大自然物理现象，现今已演变成科学家创造物质材料的新策略。

控制超分子自组装行为与落实其潜在应用价值是当今科学进展中重要的前沿议题，Science期刊曾于2005年夏提出了未来25年科学家将面对的top 25重要科学难题。其中，唯一与化学相关的是由Service R.F.教授撰稿提出的“我们能够推动化学自组装走多远？”

2020年6月，李昇隆课题组利用一系列实验结果，突破了超分子结构的这一核心问题。他们发现，可通过添加少量高极性溶剂来控制与加速超分子排列结构之间的相互转换。这一重要科研成果论文被发表在英国皇家化学期刊Chem. Commun.上，引起世界化学与材料界的广泛关注。

事实上，过去十年来，控制分子材料组装结构手段不断推陈出新，一方面可以从有机合成化学角度思考，化学家致力于合成出具有超分子非共价键结作用力的分子单元；另一方面可以从材料化学观点切入问题，材料科学家通过利用不同的外界刺激或环境变因，以此为控制手段达到操控分子单元，并借此进一步引导超分子组装过程。

不可忽略的是，通过发展超分子化学，数以万计的分子种类可借由合成化学精巧设计创造制备，分子单元可借由非共价键结方式，轻易形成井然有序且具有潜在应用价值的功能性组装结构，不同的分子组织结构可导致差异迥然的材料性质，分子为单元的结构具有相当的潜力发展下一世代高科技产业。

在超分子化学中，因物质组成元素与其聚集状态能直接影响材料的光、电、磁等特性，探索与发展能准确调控微纳米尺度物质的方法一直是材料领域的前沿课题，突破控制超分子组装结构将引领推动未来纳米科技。无论是国际还是国内，这一课题中对超分子结构的刺激响应是这一领域亟须突破的关键技术，一直处于启蒙阶段。

李昇隆课题组此前已在这一领域接连取得重要进展并发表科研成果，获得国家自然科学基金面上项目等资助，他们以“多重刺激协同控制超分子组装结构转换”为课题展开深入研究，旨在探索协同（加成）效应对控制材料组装结构相转变所带来的冲击效益。

在数以万计的分子系统里，与表面超分子自组装结构研究课题中，最具代表性的分子就是以苯环为中心修饰上间位对称羧酸官能基的分子。李昇隆以聚羧酸官能基的均苯三甲酸与其结构上的衍生物为研究素材，首次提出多重刺激协同控制表面超分子组装结构转换之概念。在具体研究方法上，扫描隧道显微镜将在电场极性方向调控与影像撷取上起到调控外界刺激变因的作用。协同变因则为溶剂极性、添加物、环境温度与脉冲电位刺激等。

李昇隆课题组的实验结果显示，协同刺激能达到进阶操控超分子组装结构的效果。比如基材电极性与温度的同时协同调节，可创造逻辑闸门式的协同诱导超分子排列结构相转变。其机理可归因于协同效应提升或抑制分子羧酸官能基质子解离率，进而影响显微镜电场诱导超分子结构转换效率，催化或抑制相转变发生。

李昇隆课题组预期，多重刺激协同控制超分子组装结构转换的研究成果将极大丰富与完善刺激诱导超分子组装结构响应理论，并在此基础上建立一个新颖的超分子组装技术平台。

志业教学科研成长之路不忘师恩

李昇隆从小的志向就是要当一名大学老师，将自己的研究成果、科研心得、生活理念及兴趣分享给学生。在他看来，与其说教师是一种职业，不如说教师是一种“志业”。

纳米科技与人们生活息息相关，肉眼看不到的纳米材料，却能够产生强大的能量和效应。

李昇隆第一次接触纳米科技是在台湾攻读硕士研究生的时候。从台湾中山大学化学系硕士毕业后，他凭借优异的成绩进入台湾“清华大学”读了一年博士，后重新考入台湾大学化学所，又因实验室建设的原因耽误了半年时间。尽管如此，李昇隆凭借自己的努力，仅用了两年多的时间，就完成了博士学业。

他的博士生导师陈俊显教授当时给他定下了明确的目标：要在两年半以后毕业，并告诉他必须要做哪些方面的努力。在那不到三年的时间里，陈俊显像雕琢一块璞玉一样训练李昇隆各方面的能力，包括科研理念、科技写作等，更重要的是教会他待人处世之道。陈俊显的教学之道极大地影响了李昇隆，不仅加深了他对从事“教师”这一职业的渴望，也让他在未来的教研道路上传承了陈俊显的精神与理念。

博士毕业后的3年时间里，李昇隆继续在台湾大学化学所跟着陈俊显教授一起做科研。从博士到博士后阶段，他研读了很多超分子化学领域“大咖”Steven De Feyter教授的著作，一直向往能够加盟这位大师的研究团队，到表面超分子化学领域的科研殿堂中历练和成长。于是，他忐忑不安地联系上De Feyter教授，将自己的履历与申请函件发给了他。出乎意料继而惊喜的是，他的履历和成绩得到了D e Feyter的认可，仅仅半小时后，他就收到了被录用的回信。

2012年，李昇隆远赴比利时鲁汶大学化学所，任玛丽居里博士后研究员。在比利时的3年时间里，耳濡目染下，李昇隆打开了更广阔的学术交流和合作的空间。

李昇隆的主要研究方向，一方面是着重于如何有效控制超分子自组装结构的多晶相生成与转换；另一方面则是研究如何利用纳米科技制备分析感测组件并应用到真实样品侦测分析，同时以物理化学观点诠释分析感测的机理。

他认为，自扫描隧道显微镜问世以来，人类终有能力窥探纳米世界之美，使得控制超分子的成核与长晶，在结合环境控制的条件下制备超分子单晶薄膜并应用在光电组件上变得可行。

这一分析仪器可轻易获得分子级甚至原子级影像解析，在相关表面科学研究课题中是一个不可或缺的研究工具，利用这种工具来获得纳米尺度微观世界信息的文献至今已达数千篇，且呈指数递增当中。

于比利时鲁汶大学从事扫描隧道显微镜的研究工作过程中，李昇隆发表了一系列具有重要影响的研究成果，其中很多成果发表在JACS、ACS Nano、Nanoscale等顶级国际期刊上。

每每谈到自己科研上的成就时，李昇隆都心怀感恩，自己的科研成就与多位老师密切相关，是他们带他走上了窥探纳米世界之美的瞭望塔。

讨论激发创新跨越海峡圆“独立”科研梦

从比利时回到台湾大学化学所任助理研究学者两年之后，李昇隆亟须找到承载自己独立科研梦想的地方。于是，在台湾大学化学系陆天尧老师的推荐下，他毅然奔赴海峡对岸的创新之城——深圳，加入深圳大学高等研究院任研究员。

选择深圳，不仅因为在深圳有相近的语言、饮食和文化，更重要的是，李昇隆所开展的研究需要昂贵的实验室仪器，而深圳大学在研究资金上有足够的保障，这让他在科研和生活上都可以无缝接轨。

刚到深圳的第一年，李昇隆就拿下了多个科研项目的立项，之后又成功获得了国家自然科学基金面上项目的立项与资金支持。

为了展现自己的独立科研能力，李昇隆刚到深圳就开始以唯一通讯作者发表论文，“先求质，再求量”。而如今，课题组成立一年半以来，他和团队已相继发表了20篇国际期刊论文。在这其中，仅以他为独立通讯作者署名的文章就达到12篇，其中17篇是依托单位为第一单位通讯作者发表的科研成果。

带领团队做独立的科研项目，不仅意味着需要承担起科研带头人的职责，同时也要创造良性的团队文化，让团队成员之间相互促进，共同成长。近年来，深圳大学大力支持博士级研究人才梯队的培养，在李昇隆的课题组团队中，目前已有5位博士成员，此外还有多名硕士研究生及本科生，其中硕士生曾兴明在半年的栽培中已发表Nanocale与Chem. Commun.等中国科学院一区文章。

每个团队成员都有自己的科研方向，摆在李昇隆面前最大的困难是此前几乎没有组织研究团队的相关经验，于是，他花了很多时间跟课题组成员沟通与适应彼此的相处模式。

团队的成员来自不同的国家，不仅有中国的，也有巴基斯坦、印度的。科研项目上，彼此之间本来就存在竞争，如何让成员之间能够放下因竞争导致的嫌隙，是一个很难的问题。刚开始，团队里有一位女性成员，一年发表好几篇论文，她因此常常会引来其他成员的“攻击”，而李昇隆则安慰她，“优秀的人总会容易引来别人的妒忌，需要谦虚，但不能软弱，如果还是老被攻击，那就随时做好防御与反击！”他说：“有人出类拔萃，你也会眼红，所以最好的方式就是让团队合作，让他们有共同的目标，创造双赢。”

为了学习带团队，李昇隆还购买了许多管理方面的书籍，锻炼自己的领导和组织能力。“以前从事科研工作，每发表一篇文章都感觉很累、很辛苦，现在懂得团队合作，截长补短，与不同学科背景的人交叉展开合作，就能顺利出成果。”

作为一名深圳大学的老师，李昇隆承担着本科生“高等分析化学”与研究生“纳米科技”的课程，同样在学习着如何让学生更加喜欢自己的授课。他深知课堂上老师教的东西是很有限的，老师的作用在于“引发学生对课堂内容的兴趣”，继而去探索和研究。对于一些学习主动、努力的学生，李昇隆会与他们进行更多的课后交流，引领他们了解自己所做的科研项目，也进一步帮助学生找到自己的未来。

创新是科研最重要的精神，“讨论”最容易刺激科研创新。李昇隆常常会跟学生讨论异想天开的想法，哪怕这些想法中许多都是天马行空。他常常围绕着学生自己的学科背景，激发他们做一些感兴趣而又有意义的科研尝试。

“做自己发自内心喜欢的事情永远都不会累，因此我常跟学生们说，及早找到自己人生最想努力的方向，将会是你们现在最重要的事情，没有之一。”李昇隆说。而他找到了属于自己的热爱，并在这条追寻求索的道路上，一路芬芳。