研霸Style

江利娜

如果說這次的“暴走”是一場集體馬拉松，那么回族尋根計劃就是“千里走單騎”了。

實驗“智多星” 張如范

清華大學(xué) 化學(xué)工程系

我的研究內(nèi)容是碳納米管，一種由碳原子組成的管狀結(jié)構(gòu)納米材料。碳納米管在力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)等各方面的性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)材料，在未來的航空航天、超強(qiáng)纖維、防彈衣等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。

但當(dāng)我真正開始著手研究碳納米管之后，卻發(fā)現(xiàn)由于生長機(jī)理的限制，普通的碳納米管最長也就1～2毫米，這大大地限制了它們的性能發(fā)揮。不幸的是，我的研究題目就是超長納米管的制備與性質(zhì)研究。導(dǎo)師魏飛教授還給我提出了一個特別崩潰的期望：希望我們能夠制備出米級甚至千米級的碳納米管。當(dāng)時，全世界最長的碳納米管也就只有4厘米。

課題難度大，我?guī)缀鯖]日沒夜地做實驗。實驗室的電子顯微鏡使用有限制，大概有2個月的時間，我的實驗時間都是從晚8點到第二天的早8點。如果能夠使碳納米管在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行表征就好了！我突然想到了二氧化鈦納米顆粒，這些顆粒對可見光有很強(qiáng)的散射能力，如果在碳納米管上負(fù)載二氧化鈦納米顆粒，利用它們的光散射性，就極有可能實現(xiàn)光學(xué)顯微鏡下碳納米管的可視化觀察。我馬上動手，不出所料，實驗成功了！不僅方法簡單，而且大大提高了碳納米管的結(jié)構(gòu)表征、性能測量和器件構(gòu)建的效率。

實驗室的很多設(shè)備都無法滿足碳納米管的研究要求，在研究碳納米管的力學(xué)特性時，我又遇到了瓶頸。測量碳納米管的力學(xué)特性一般需要精度達(dá)到納米級的專業(yè)設(shè)備，可是這種設(shè)備，學(xué)校的實驗室根本沒有。怎么辦？很長一段時間，我都一籌莫展，每天都泡在實驗室里，不停地想著各種解決方案。如果用一根毛細(xì)管從懸空的碳納米管側(cè)面“吹氣”，使碳納米管發(fā)生彎曲，再根據(jù)氣速的大小、顆粒數(shù)量、粒徑以及碳納米管的彎曲程度來計算受力大小，不就可以測量出他們的力學(xué)性質(zhì)了嗎？沒有儀器直接進(jìn)行測量，就通過運算來得到結(jié)果！

有了這個想法，我豁然開朗。但隨即困難又出現(xiàn)了。如果要順利實現(xiàn)“吹氣”法，就要使納米管“生長”在具有一定溝槽的硅片基地上，而在硅片上刻槽需要用微加工工藝，成本將近萬元。那么，如果將3塊硅片拼接在一起，形成一個溝槽，不就好了嗎？可拼接硅片需要能耐受1000℃高溫的粘合劑，到哪兒去找？我又開始了嘗試，但一次次都以失敗告終。有一天，實驗桌一角擺放著的鋁箔吸引了我的注意，“為何不用簡單的金屬鋁箔去嘗試呢？”最常見的材料居然被我忽視了！于是，我將小片鋁箔放在兩個硅片之間，然后在高溫下融化鋁箔，將兩塊硅片粘附在一起，冷卻后鋁箔變?yōu)楣虘B(tài)，完美地固定了硅片。就這樣，我制備出了帶有溝槽的硅片，而這樣的加工成本幾乎為零。

經(jīng)過多年的努力，2013年，我在魏老師的指導(dǎo)下終于制備出單根長度達(dá)到半米長的碳納米管，這也成為目前世界上最長的碳納米管。

文獻(xiàn)007 許振凌

四川大學(xué) 原子與分子物理學(xué)專業(yè)

我的導(dǎo)師吳教授非常重視我們的文獻(xiàn)研究。我記得研一時只要是吳教授的課，每次都會布置我們讀一些與課堂相關(guān)的文獻(xiàn)，學(xué)期結(jié)束時，還要做一個完整的報告。

一次，我找來一篇研究液體統(tǒng)計積分方程的文獻(xiàn)資料。一般液體統(tǒng)計里的積分方程用的是三維徑向硬球（hard sphere）體系，但這個學(xué)者把一個硬球（一種分子模型，除了碰撞之外沒有其他作用力的分子）的半徑假象成無窮大，這樣原來只能用于三維徑向里的積分方程就能用于研究硬球在一個硬面（hard wall）附近的分布了?？吹竭@里，我馬上想到：如果把原本體系里的硬球變成其他體系，比如球形孔穴（spherical pore），柱型孔穴（cylindrical pore），或者兩個硬面（slit pore），甚至有的硬球可通過、有的不能通過的半透膜（Semi-permeable membrane），是不是會有不同的研究結(jié)果呢？除了硬球體系，是不是還可以做離子體系？這些問題打開了我的思路，我一口氣找來了關(guān)于液體統(tǒng)計積分方程的各類文獻(xiàn)資料，整整一個多禮拜，每天都在圖書館泡著，而且越讀越覺得有意思，原來的疑問也一一得到了解答。

有了這次經(jīng)歷，我深刻地認(rèn)識到文獻(xiàn)資料的重要性?，F(xiàn)在我們做的科研，大多建立在之前許多學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，這些研究本身就是一筆寶貴的財富。在他們的基礎(chǔ)上開展研究，必定會事半功倍。很快，我的這個觀點也得到了驗證。

那天，我跟著吳教授在實驗室里完成一個單分子膜界面相圖的測量?？闪钊瞬唤獾氖?，我們得到的界面光譜實驗數(shù)據(jù)與一般情況下的數(shù)據(jù)不大一樣。幾個同學(xué)提議再重復(fù)實驗看看是不是做錯了，我說：“不如我們找找看有沒有相關(guān)的文獻(xiàn)資料吧！”吳教授贊同我的提議：“如果沒有資料顯示有這樣的實驗數(shù)據(jù)，我們再來重復(fù)幾次！”僅僅10分鐘，我便在蓋恩斯1966年出版的單分子膜的專注上找到了答案，發(fā)現(xiàn)這個結(jié)論是一種典型的現(xiàn)象，我們的實驗并沒有做錯，只是一般教科書或者論文中并不涉及這類問題。在這本專著的指引下，我又找到了相關(guān)數(shù)據(jù)的原始文獻(xiàn)：1942年發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上的一篇文章。它除了提到單分子膜測量中的一些特殊情況，還對出現(xiàn)特殊情況的原因做了很有意思的推測。

之后我對于文獻(xiàn)資料的學(xué)習(xí)更感興趣了，不僅會了解最新最前沿的一些行業(yè)研究，很多有創(chuàng)意的“奇葩”研究也會對我產(chǎn)生極大的吸引力。我的畢業(yè)論文《雙原子分子離解研究》中設(shè)計的很多勢能公式、量子計算方法以及光譜研究思路等，就是在我平時積累的文獻(xiàn)資料中得到的依據(jù)和啟發(fā)。

暴走的研霸 王傳超

復(fù)旦大學(xué) 現(xiàn)代人類學(xué)教育部重點實驗室

大四下學(xué)期，我加入了復(fù)旦現(xiàn)代人類學(xué)實驗室，從此開始了我的人類學(xué)研究。至今雖然取得了不少成果，但最令人印象深刻的還是要數(shù)我們“暴走”的研究過程了！

因為要研究一個族群的基因演變，廣泛的取樣就成了必不可少的工作。為了研究曹操家族的DNA，我與課題組的同學(xué)幾乎走遍了全國，針對曹姓家族進(jìn)行血樣采集，詢問他們的家譜和家族的來歷與傳說，最后更是找到了安徽亳州曹氏墓的所在地，并從曹操的叔祖父曹鼎的兩顆牙齒上提取、還原了供檢測的DNA。功夫不負(fù)有心人，我們發(fā)現(xiàn)，在聲稱是曹操后代的這些家族人群里，O2*（一種Y染色體單倍群）這個單倍群的比例達(dá)到了50%左右，明顯高于一般人群。而同樣，我們在曹鼎的DNA中也檢測出了相同的情況。依據(jù)法醫(yī)學(xué)的判定，我們可以認(rèn)定他們是曹操的后代。在這次研究中，我也以第一作者的身份發(fā)表了《DNA揭開曹操身世之謎》、《曹操叔祖的古DNA結(jié)果與曹操后世子孫相符》、《Y染色體揭開曹操身世之謎》等多篇研究成果論文。

如果說這次的“暴走”是一場集體馬拉松，那么回族尋根計劃就是“千里走單騎”了?；刈迨侵袊酥潦澜缟仙儆械摹跋扔凶诮蹋儆忻褡濉钡拿褡?，也是中國第二大少數(shù)民族，分布得極為廣泛，因此，要想大規(guī)模地采集全國范圍內(nèi)回族人群的唾液，提取DNA，研究Y染色體上的基因組信息，來研究其精細(xì)的Y染色體遺傳結(jié)構(gòu)，就又得跑遍整個中國。

我的全國調(diào)查取樣從2012年7月開始，整個行程中，最大的挑戰(zhàn)莫過于尋找放樣本的冷藏箱了，冷藏箱是用來存放采集到的樣品的，但由于采集樣本的時間剛好是夏天，即便是我在冷藏箱里放上了冰塊，還是不能長時間地保存樣本。所以每到一個地區(qū)，我都必須要找到一個研究所或者實驗室來存放冷藏箱。一些地方有我的同學(xué)或?qū)熃榻B的一些朋友，有些地方可沒有“人脈”。于是我靈機(jī)一動，在網(wǎng)上發(fā)布了我的行程，試圖尋求各地的研究員們的幫助。很快我就收到了很多邀請，云南的中國科學(xué)院昆明動物所，成都的四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)中心等等都給我提供了放置冷藏箱的地方。

從7月中旬到8月底，40天時間里，我輾轉(zhuǎn)近2萬公里，從11個省和自治區(qū)的30座城市進(jìn)行了取樣和調(diào)查，取得了1000多份唾液樣本。3年來，我在東亞人群和語言的起源和分化、東亞特殊疾病相關(guān)基因的進(jìn)化、人類遺傳學(xué)在歷史研究中的應(yīng)用等領(lǐng)域發(fā)表論文23篇，其中SCI論文13篇。因為興趣所在，我決定繼續(xù)做一個暴走的研霸。