尤宇蒙:带领大学生在分子材料方面走在世界前列

时间:2019-07-10 10:35:35编辑:神小编

  有人预言,未来的手机就像一张膜,它轻似鸿毛、薄如蝉翼,可以随意折叠、弯曲、翻转。

  但有人说,这种想法落实到实体层面,就是一个不可能完成的任务!然而,东南大学游雨蒙教授带领他的团队通过在无机骨架内“塞入”有机基团,制造出一种新型的有机-无机杂化材料,这种新材料兼具有机材料良好的柔韧性和无机材料良好的铁电性、压电性。

  这让人类向着手机膜一样的“膜手机”又进了一步!

  在读博士生一年级的潘强口中,游雨蒙“满足了他们对一位好老师的所有想象:高大英俊、年富力强、科研出色,最重要的是——‘牛’而不骄、平易近人”。带着好奇,记者探访了这位生于1982年的大学老师。

  虽然,在分子材料研究领域,37岁的游雨蒙已是国际知名专家,但他把大量的时间用在了带领本科生做科研上。

  “我有一次跟物理系教师谈我这个领域,用大半天时间才说清楚。”但游雨蒙不仅给他的本科生做了最好的科普,而且还带出了国际水平。

  近日,材料领域国际顶级期刊“Advanced Materials(先进材料)”接收了东南大学本科生的研究成果《氟代二维碘化铅钙钛矿铁电体》。

  东南大学国际分子铁电科学与应用研究院暨江苏省“分子铁电科学与应用”重点实验室提出了“氟代改性”这一分子铁电体的理性设计策略,课题组以化学化工学院本科生为主要团队成员,而课题组的独立指导,正是游雨蒙。

  这位谦和、热爱运动,行走带风的老师,即使面对记者,也是三句话有两句半在科普他的无机材料,他说,现在常用的材料大多是硅和陶瓷这样的无机材料,因为具有优秀的功能特性,它们一直是材料界的“宠儿”,从锅碗瓢盆到航天火箭,处处都有无机材料的身影。

  美中不足的是,无机材料的高硬度带来了柔韧性不足的毛病,没有办法完成折叠、弯曲、翻转。所以在科技发展日新月异的今天,无机材料渐渐“失宠”。

  这时候,他所研究的分子材料就粉墨登场了。这种由分子有序堆砌而成的材料不但具有优良的柔韧性,还具有低成本、低污染等优点。

  此前,游雨蒙教授课题组及合作者已经连续两年在《科学》上发表论文,发现了具有极大压电系数的分子基压电材料和世界首例无金属钙钛矿铁电体,解决了130年来制约分子压电、铁电材料发展的世纪难题,《科学》编辑称赞他们的工作“为钙钛矿材料和铁电材料开辟了一个新的领域”。

  除了膜一样的手机,还有屏幕可折叠的电脑、“可穿戴”的血压计、B超机都离不开游雨蒙研究的领域。制作这些新型产品的前提就是实现电子元件的微型化、柔性化、轻量化。

  2010年,博士毕业的游雨蒙申请到美国耶鲁大学化学系做博士后。

  初到美国,面对全新的研究环境和陌生的研究方向,游雨蒙感到前所未有的压力。他默默告诉自己:“化学实验的本质是‘试’,不试永远都不会成功。做好化学研究别无他法,唯有认真实验!”

  那段时间,游雨蒙每天工作到深夜,凌晨一二点离开实验室也成了“家常便饭”。

  他认为,在化学实验面前,多么细小多么琐碎,都必须认真对待。每次实验前游雨蒙都要做特别细致的准备,清洗大大小小上百个量筒、量杯、试管等玻璃器皿。用来清洗的“食人鱼洗液”具有很强的腐蚀性,每次清洗前,他都要从头到脚穿上厚重的“防酸装备”。先用洗液浸泡,再用大量的纯水冲洗,最后放进干燥箱烘干,常常是从早上开始一直洗到太阳落山。一个“光学非线性微乳状液”实验,游雨蒙就洗了2000多个瓶子。

  从耶鲁博士后出站后,游雨蒙去哥伦比亚大学做了3年博士后。3年时光,他的节假日几乎都是在实验室里度过。

  游雨蒙为了一个实验就在实验室洗了2000个瓶子的故事也激励了他带着的研究生、本科生。潘强说,在这个团队,几乎不会有人嫌这些活“平庸”“琐碎”而不屑于动手。因为在游雨蒙传授的经验里,清洗的每一个瓶子都是他走向成功的一个台阶。

  学材料,在国外是个很吃香的专业,难道没想过留在当地,做个中产阶级或者大学老师?

  他说,他在南京大学读书的时候,教授在课堂上讲,中国每年都要从国外进口大量的芯片,而且受制于人,军用的商业的,根本买不到。“当时我就想,我第一个小目标是留学,学个国际前沿的专业,将来也许可以在科研方面为祖国做点什么。”游雨蒙说。

  “人们常说,海外游子更爱国”也非常符合他在国外的状态,游雨蒙那时经常会想起高中时候看的一部电影《横空出世》。这部影片讲述了关于我国第一枚原子弹的故事。影片里西北荒漠,“千军万马”在大帐篷里用算盘求解的场景,深深地烙印在了游雨蒙的脑海里。

  事实上,他闯入的这个研究领域是一个全新的材料世界,几乎没有前人的经验可以借鉴。大多数人不相信轻巧的分子材料能够在压电特性上和无机陶瓷比肩,所以也很少有人在分子基压电材料领域深耕细作。但游雨蒙相信自己,也相信自己的学生们:“东大本科生素质很高,所以带起来比较轻松。我特别相信他们的能力,把他们当研究生对待,久而久之他们也会获得不俗的成绩。但是本科生毕竟年纪比较小,刚刚接触科研,没有相关的科研经验,我能做的就是耐心引导,静待花开。”

  “我们一起努力,让中国压电、铁电材料研究继续保持世界领先。”游雨蒙对他的本科生们说。

  2019年07月08日 05 版


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