「擼起袖子建一流」化學與物質基礎的廈大力量

【名 片】

重點發展方向與研究領域:研究物質構築的合成化學、微電子方向,研究物質相互作用規律的軟物質、低維凝聚態與光子學方向,研究物質結構與運動規律的分析科學、天體物理,以及研究物質基礎理論的物理化學、理論與計算化學、統計物理等方向。

「撸起袖子建一流」化学与物质基础的厦大力量

化學與物質基礎學科群9個方向

建設思路:本學科群將在鞏固提升原有優勢學科的基礎上,推進各學科交叉融合,協同解決物質科學的重要基礎問題,開拓高端技術應用和前瞻性基礎科學領域,實現科研與教學相互促進,培養一流人才,建設一流平臺。

建設目標:到2020年,物理化學等優勢學科邁入世界一流行列,2030年學科群整體進入世界一流行列,部分優勢學科進入世界一流學科前列。

【對 話】

孫世剛:“要有一流人才,要有原創性的科研成果”

「撸起袖子建一流」化学与物质基础的厦大力量

問:您如何看待“一流”?怎麼理解“雙一流”學科建設內涵?

答:“雙一流”建設與我們國家建設科技強國是緊密聯繫的。高校承擔一個很重要的任務,就是“雙一流”的建設。國家計劃推進建設世界科技強國,建設世界一流的大學,我想這是一個大方向。

從世界一流學科建設來看,涉及很多,我認為這裡邊最重要的就是人才。人才是第一位的,人才包括一流的教師隊伍,一流的科研團隊,一流的教學條件和設施來培養出一流的學生。

其次,要有原創性的科研成果。我們國家過去是靠市場換技術,但是現在中國發展到現在這個程度,再用市場換技術是換不來的,特別是核心技術。很多中等發達國家在上個世紀六七十年代發展得很快,但後面沒有原創科研成果支撐,步伐就慢下來了。我們國家建設世界科技強國,這是中華民族偉大復興戰略的一個重要組成部分,也是我們國家非常關鍵的一個時期,從這個角度來講,我們的一流大學、一流學科建設就很重要。這個不只是說說而已,而是確實要花大力氣去做的,因為我們還有很多不足,比如一些核心的前沿技術。

我們這個學科群叫化學與物質基礎學科群,以基礎研究為主。學科群包含化學的主要方向,如物理化學、分析化學、合成化學;包含計算理論化學;包含物理學科,如統計物理,天機物理等;還包含微電子科學,在學科領域裡面,它也是以基礎方面為主。基礎研究要發展,需要很紮實的積累。從這點上說,“雙一流”學科的建設任務是非常艱鉅的,需要一個長期的過程。

問:化學與物質基礎學科群所包含的學科在發展階段上有一定的不平衡,您認為本學科群在“雙一流”建設過程中,要怎樣來突破這種不平衡,為他們找到各自最優的發展道路?

答:現狀是歷史的延續。化學學科從建校開始一直保持著一個良好的發展勢頭,目前在全國也是處於比較靠前的位置。物理學科是全國重點學科,有很好的基礎,我們的優勢包括統計物理、理論物理。微電子對我們來說是比較新的,它是從物理分出來的,相對於物理、化學來講更側重於應用,比如所涉及的基於共振腔LED的可見光通訊、集成電路設計及系統集成應用,都是國家的重大需求。作為新的學科和方向,它應該抓住“雙一流”的契機上做出戰略思考。

每個學科應該有每個學科的發展考慮。即便是優勢學科也要有危機意識。但是反過來說,科學事業、科研事業是很紮實的東西,要紮紮實實的去做。

從學科群角度看,我覺得以後可以創造更多的機會讓多個學科之間一起交流、推動學科交叉,思考未來怎麼發展、怎麼落實。

從具體學科角度看,每個學科應該看到自己學科的優勢和短板,借建設“雙一流”學科的機會真正思考一下怎麼做。應該綜合考量,注重提升學科的整體實力和學術影響力。

我認為,評價體制也非常重要。評價一個人,僅僅只看他的文章和發表期刊的影響因子,這顯然很片面。但現在的評價機制存在很多年了,要改變也不是朝夕之事。但科學研究最重要的是要要有紮實的科學態度和解決科學和工程技術問題,而非追求一些表面的指標。因此,在“雙一流”建設中,諸如體制機制等等方面的問題也是必須要思考和解決的。應該說,沒有一流的體制機制,是無法建成“雙一流”大學和雙一流學科的。

問:您剛剛提到學科群的優勢之一就在於各個學科可以一起交流、發展,那目前在以優勢學科方向的建設帶動新興學科方向的發展這方面,你們展開了哪些工作?

答:傳統優勢學科帶動新興學科發展一直是我們希望實現的,但在操作層面,還是很困難的。早前我們做了一些工作,比如跨學科學生的培養,但還未達到預期的效果。現在我們希望學科群能抓住雙一流建設的契機,不斷地探索,不斷地改革,真正推動和實現學科的交叉。我們希望能有一個機制或者組織來統一調控,實現學科的資源統籌和劃分,讓化學、物理和微電子等相互獨立的學科能夠在學科群的建設中實現資源共享,真正實現學科間的交叉。

問:您剛剛提到,我們這個學科群主要以基礎研究為主,但它同時也是服務於國家的戰略需要,那您認為怎樣來平衡基礎研究和社會服務?

答:其實,從科研角度來看,真正原創性的研究一定是社會的現實需要,這點很重要。為了原創性研究而搞原創性研究,這樣做出來的原創性研究一定不原創,做原創性研究一定要和科學本身和國家的重大需求相結合。

這個要從兩個角度來講,一方面是學科本身發展的原創性問題研究,這樣的研究可能是特別難的,可能是過去好多年都沒有解決的問題,也可能需要好多年持之以恆的積累才能研究解決。需要強調的是,如果僅僅是趕“熱點”研究,可能會發表一些所謂的高影響因子文章,但是不可能獲得原創性成果的。

另一方面就是和國家需求、地方需求相結合。比如我們學科群中的微電子和微電子工業這一塊,按我的理解就是,微電子學科要發展,就必須和微電子工業結合在一起,不能關起門來,必須要走出去,關注微電子工業的發展。再比如凝聚態物理、軟物質科學都是和應用相關的,物理和物理化學、分析化學、合成化學都是和實踐、生活聯繫很緊密的。再比如其中有一些是基礎性的研究,比如統計、天體、理論計算,這些也是有實際需求的,應該主動積極地與我們國家的重大需求相結合。

所以我覺得,把學科建設好,要用體制這個指揮棒去引導學科真正去做一些大實事,去跟我們國家、地方的重大需求相結合。

問:請您談談本學科群建設的難點和挑戰。

答:第一,理念和人才。如何把“雙一流”的理念貫穿到我們學生培養、科學研究和管理中去,改革各種不適應發展的東西,這是切實開展“雙一流”建設的根本要求。另一方面要達到一流標準,首先要有一流人才,有一流的影響力,包括學術層面的影響力和國際影響力。從科學的角度來講,如果你做得好,解決了一些科學的問題,這就是大家公認的。所以,首先要把自己的隊伍建設好,要把自己的人才培養好,要把自己的科研做好。做得好很難,是要花功夫的。

第二,評價體制。發的論文數據並不代表他具備了知識創新的能力。如何科學評價人,評價這個學科,甚至評價一個單位的能力,是我們國家面臨的一個重點。我們建設世界性一流的強國,如果這個問題不改變,那收效就會打折扣,所以評價體系是重點,也是難點。

第三,如何發揮學科帶頭人的作用。作為重要的學者,學科帶頭人要真的去思考學科發展的問題。但目前的難點在於怎麼把機制理順。因此,學科群每個重要方向的學術帶頭人要敢於擔當,負起責任來。當以學院為主體來建設的時候,能讓學科帶頭人真正去發揮自身的作用。這不光是我們這個學科群面臨的挑戰,每個學科都是一樣的。當然,“雙一流”建設作為國家的一個重大戰略應該是有延續性的,什麼事情太短期都是做不好的,應該有一個延續性,這樣才能每個學科才能把遠期“雙一流”的目標與近期各個階段的發展重點向結合,把事情真正做好。

【故 事】

鄭南峰和他的化學世界

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嘉錫樓敞亮的辦公室裡,鄭南峰談起他的化學世界,眼裡都是光。他用簡單語言講起了自己的研究,固體表面參與的A加B化學反應可以得到AB,但事實上在形成AB的同時往往也會得到AB2、A2B等等。如何操縱不同化學反應,最大限度地得到想要的成分,而從源頭上避免形成毒副產物,一直是化學家的追求,也是鄭南峰堅持了十多年的研究方向。

鄭南峰專注於金屬納米材料的表面配位化學的研究。相較於大塊單晶表面,金屬納米材料表面積大,化學活性高,常被用作化工過程的催化劑,以降低能耗、提高生產效率。但在分子水平上,這類材料的表面結構相當複雜,導致難以理解它們的一些獨特化學性質。鄭南峰做的便是通過構築表面結構均一的、可被表徵的模型納米材料,藉助多學科方法和技術,去深入認識其中結構和性能調控的分子本質,並最終將新認識、新機理應用於實際複雜材料的性能調控。

在這樣的研究思路下,鄭南峰課題組取得了多項重要科學發現,比如一發現就得到國際納米界高度關注的新型納米材料——鈀藍。它的發現,改變了人們對鈀納米材料多為黑色的原有觀念。鈀藍在水中分散形成均一的藍色溶液,擁有高表面積和優越催化性能,尺寸可調控在腫瘤的富集程度,優化腫瘤的近紅外光熱療效果。2014年,《科學》雜誌發表了鄭南峰課題組研發的一種結合貴金屬-賤金屬氫氧化物複合的新型納米材料催化劑,揭示了其中界面氫氧根物種在催化氧化清除一氧化碳的重要性,並藉以開發了可適用於防毒面具、空氣淨化器的高性能催化劑。2016年《科學》雜誌再次報道了鄭南峰課題組有關表面配位穩定單原子催化劑的創新性工作,使這些可回收的多相催化劑擁有完美的化學反應選擇性。

將科研成果轉化應用,是鄭南峰希望並且一直努力在做的事業。然而,他清楚地知道,科學研究的目的是創造新的認知,基礎一定要打紮實,就像一顆大樹,如果沒有紮根,就無法成就枝繁葉茂。

如今,金屬納米材料的表面配位化學研究得到了國際同行的高度認可,在化學、材料、生物醫學、能源等多個學科形成了重要影響力,表面配位調控金屬納米結構方法被採用,表面配位製備的金屬納米材料被應用,表面配位調控的特異性催化機理被高度認可,若干表面配位金屬納米催化劑也已得到工業應用。

以表面配位化學為基礎研究主攻方向,鄭南峰的材料應用研究正向著環保、化工、健康等多個方向延伸。不忘科研初心,將基礎研究化作為應用研究的營養和能量,鄭南峰正在他的化學世界裡穩步前行。

廈門大學


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