郭俊杰：科研的最大動力來自于興趣

劉玉杰

郭俊杰，山西省“百人計(jì)劃”特聘專家，太原理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。20]0年取得日本東北大學(xué)博士學(xué)位，師從陳明偉教授。2011年2月-2014年9月在美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室STEM課題組Stephen Pennycook指導(dǎo)下進(jìn)行博士后研究，從事低維納米材料的掃描透射顯微技術(shù)相關(guān)的研究工作?；貒髶?dān)任功能材料結(jié)構(gòu)表征課題組組長、學(xué)術(shù)帶頭人。主持國家自然科學(xué)基金、山西省基礎(chǔ)研究計(jì)劃、留學(xué)人員科技活動項(xiàng)目擇優(yōu)資助等科研項(xiàng)目，曾經(jīng)獲得青年三晉學(xué)者（2016），山西省學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人（2015），山西省高?！?”領(lǐng)軍人才工程（第二層次），山西省科學(xué)技術(shù)獎二等獎（2015）等獎勵與榮譽(yù)。

致力于對先進(jìn)功能材料微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)研究，近年來在國際/國內(nèi)學(xué)術(shù)會議上作口頭報(bào)告20余次，獲得國家發(fā)明專利授權(quán)8項(xiàng)。發(fā)表論文50余篇，其中第一/通訊作者17篇，包括narure Commun，3篇、Small 1篇、Acta Mater，1篇、Phy8，Rev，B1篇、aPP/，Phy5，Lett，3篇，總被引用500余次。

深夜十點(diǎn)，太原理工大學(xué)的郭俊杰教授剛剛巡視完實(shí)驗(yàn)室走出來，對于他而言，每天實(shí)驗(yàn)室最后的巡視已經(jīng)成為習(xí)慣。他要確保每一位學(xué)生的安全離開，確保實(shí)驗(yàn)室的每一個細(xì)節(jié)都井然有序。依托新材料界面科學(xué)與工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，由郭俊杰擔(dān)任組長和學(xué)術(shù)帶頭人的課題組，正承擔(dān)著國家自然科學(xué)基金等科研項(xiàng)目和課題。

2014年，郭俊杰從美國國家橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室完成博士后工作歸國，入選山西省“百人計(jì)劃”特聘專家，回到了母校太原理工大學(xué)，組建科研團(tuán)隊(duì)，開啟了他新的人生征程。逐夢之路越走越寬

龍城太原，鐘靈毓秀，人杰地靈，在這座古老而又兼具現(xiàn)代氣息的城市里，國家211工程重點(diǎn)建設(shè)大學(xué)——太原理工大學(xué)坐落于此。1999年，郭俊杰考入太原理工大學(xué)，在這里度過了8年的青春時(shí)光，并從此與這所大學(xué)結(jié)下不解之緣。

在碩士生導(dǎo)師許并社教授的影響下，郭俊杰開始從事納米炭材料的制備和結(jié)構(gòu)表征研究，在電子顯微鏡下關(guān)注材料的超微觀結(jié)構(gòu)，并逐漸對此產(chǎn)生了濃厚的興趣。正所謂興趣是最好的老師，學(xué)習(xí)與科研從來不會讓他覺得枯燥，就這樣，郭俊杰慢慢進(jìn)入了神秘的材料學(xué)領(lǐng)域。

在他的導(dǎo)師許教授看來，“郭俊杰是很勤奮、很專注的青年，是一個能坐得住科研這把‘冷板凳的人”。正如許教授所言，郭俊杰自研究生階段開始就扎根于材料的微結(jié)構(gòu)表征專業(yè)領(lǐng)域，不喧囂不浮躁，認(rèn)認(rèn)真真學(xué)習(xí)，踏踏實(shí)實(shí)實(shí)驗(yàn)，郭俊杰回憶道：“我當(dāng)時(shí)沒有別的想法，只是順著內(nèi)心的意愿想要把事情做好。”

功夫不負(fù)有心人，攻讀碩士期間的郭俊杰就已經(jīng)在專業(yè)領(lǐng)域嶄露頭角。他參與的關(guān)于微米石墨球物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)與性能研究獲得山西省自然科學(xué)類一等獎；發(fā)表的第一篇論文獲得《新型炭材料》（SCI收錄期刊）優(yōu)秀青年論文獎。難能可貴的是，論文的陸續(xù)發(fā)表及眾多的榮譽(yù)并沒有讓這個逐夢少年沉溺其中、止步不前，而是成為了他一步步向前的強(qiáng)心劑。對他而言，科研沒有止境，他的夢想之路才剛剛開始。

2007年，郭俊杰遠(yuǎn)赴日本仙臺東北大學(xué)攻讀博士學(xué)位，主攻無機(jī)材料在極限條件下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究。在這里，“苦行僧”般的求學(xué)經(jīng)歷真正開啟了他對科研的熱愛。導(dǎo)師陳明偉教授在課題組的名言“work hard，work smart”深深影響了郭俊杰的科研觀，“我不再認(rèn)為科研是謀生的手段，而是作為興趣去玩。在我看來，科研工作的特點(diǎn)就是在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不可預(yù)測性，這非常有趣，做一輩子都不會感到乏味”。他認(rèn)為，“搞科研的人一輩子都要學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，不斷發(fā)現(xiàn)新的知識和結(jié)果?！?/p>

在日本求學(xué)的生活并不輕松，從早到晚，科研和學(xué)習(xí)任務(wù)都很重，但也正是這種緊張的節(jié)奏，讓郭俊杰完全沉浸在了科研的世界中。郭俊杰說道：“我越來越喜歡這種新鮮與挑戰(zhàn)?！边@段期間的學(xué)習(xí)，幫助他奠定了良好的科研基礎(chǔ)，養(yǎng)成了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲辛?xí)慣，而他也憑借優(yōu)異的成績和卓越的科研表現(xiàn)，獲得全球COE項(xiàng)目專項(xiàng)和廣瀨川國際獎學(xué)金。

獲得博士學(xué)位后，郭俊杰首先想到的就是回到母校，報(bào)效家鄉(xiāng)。在太原理工大學(xué)，見到恩師許并社教授后，他卻被許老師的一席話醍醐灌頂：“科研是一生的事業(yè)，盡管你已經(jīng)在業(yè)界嶄露頭角，但是還沒有全面地了解世界范圍內(nèi)這個專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展全貌，你應(yīng)該再出去學(xué)習(xí)鍛煉，讓自己再成長一些，你才有足夠發(fā)展的資本與能力。”郭俊杰深以為然。

也恰好在這時(shí)，郭俊杰接到了來自美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的邀請，這個國家實(shí)驗(yàn)室目前在材料研究、超級計(jì)算機(jī)等方面都走在世界前列。而他所在的課題組是專門的掃描透射電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)室，尤其擅長利用電子顯微鏡研究石墨烯等二維材料。這個機(jī)會對于郭俊杰而言，方向非常吻合，于是他收拾行囊，再次出發(fā)。來到美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室后，郭俊杰加入了電鏡界知名教授Stephen J.Pennycook的STEM Group進(jìn)行博士后研究，從事低維納米材料的掃描透射顯微技術(shù)相關(guān)的研究工作。

在這里，郭俊杰不僅接觸到了專業(yè)領(lǐng)域最前沿的技術(shù)和最頂尖的科研工作者，而且感受到了另外一種科研風(fēng)格。美國的科研方式與日本完全不同：在美國工作很少加班，但更注重不同專業(yè)特長的人員的協(xié)作，因此科研是極其高效的。“即使是午休和咖啡時(shí)間，團(tuán)隊(duì)也會在一起討論關(guān)于科研的問題?！惫〗苷f道，“閑暇的時(shí)間更容易有好的點(diǎn)子，這種科研理念至今對我影響頗深。”此外，郭俊杰還談到：“美國的合作制度讓我非常欽佩，不存在個人的利益紛爭，完全出于對科研問題的考慮，每個人從各自的專業(yè)角度出發(fā)，團(tuán)結(jié)協(xié)作，這些讓我非常感動，也是我現(xiàn)在一直在自己的團(tuán)隊(duì)中提倡的科研態(tài)度?！?/p>

在美國學(xué)習(xí)期間，郭俊杰發(fā)表了數(shù)篇高質(zhì)量的論文，這段經(jīng)歷，也讓他明白“注重生活并不會影響科研的高效”，這種理念讓郭俊杰在之后的科研工作中更加注重團(tuán)隊(duì)協(xié)作與高效，更加關(guān)注生活與工作的質(zhì)量，在兩者之間角色切換，在時(shí)間分配上變得更加游刃有余。勇攀高峰不斷超越

從1999年到2014年，從本科到博士后，15年的時(shí)間，對于郭俊杰來說不僅是學(xué)習(xí)的過程，也是他在科研道路上不斷探索、創(chuàng)新的歷程。這些經(jīng)歷讓他在專業(yè)領(lǐng)域迅速成長、羽翼漸豐，也讓他對于科研與學(xué)術(shù)更加執(zhí)著與專注。

這些年來，郭俊杰主要從事先進(jìn)功能材料微觀結(jié)構(gòu)的研究工作，研究方向主要集中于電子顯微學(xué)（球差矯正掃描透射顯微技術(shù)以及波函數(shù)重構(gòu)技術(shù)、電子能量損失譜等）在先進(jìn)物質(zhì)超微觀結(jié)構(gòu)表征中的應(yīng)用；低維sp2炭材料控制生長及結(jié)構(gòu)調(diào)控及其在能源存儲和轉(zhuǎn)化等方面的應(yīng)用，建立先進(jìn)材料微觀結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，探索提高材料性能的新途徑。

專注的力量是巨大的，經(jīng)過多年的潛心耕耘，郭俊杰在專業(yè)領(lǐng)域取得了頗多成果，屢創(chuàng)佳績：利用原子分辨率的電子顯微鏡表征了納米多孔炭材料，確定了其結(jié)構(gòu)是富含拓?fù)淙毕莸氖┢M成的三維網(wǎng)絡(luò)體系，解決了學(xué)界關(guān)于多孔炭材料結(jié)構(gòu)單元描述的持久爭論，揭示了拓?fù)淙毕菘梢鹗┚植堪櫿?，影響石墨層堆垛和納米孔的分布，進(jìn)而決定其捕獲H₂等小分子的行為。

郭俊杰還主持了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目：碳洋蔥/貴金屬單原子復(fù)合材料的電催化性能研究。他們之前在科研實(shí)踐的過程中發(fā)現(xiàn)，減小催化劑顆粒尺寸是提高燃料電池陰極鉑（Pt）基催化劑效能的有效手段，但是團(tuán)聚問題使此類催化劑很難進(jìn)一步降低至納米尺度以下，于是，他們依據(jù)碳洋蔥結(jié)構(gòu)中的品格缺陷能有效釘扎貴金屬單原子活性中心，阻止其團(tuán)聚形成納米顆粒的特性，通過液體介質(zhì)等離子體電弧法使金屬單原子與碳洋蔥白組裝，實(shí)現(xiàn)了金屬原子利用率的最大化。他們考察其作為燃料電池用氧還原催化劑的電催化性能，并結(jié)合電子顯微學(xué)與理論計(jì)算研究碳洋蔥結(jié)構(gòu)對金屬單原子文的釘扎機(jī)制，闡明金屬單活性位的催化機(jī)理；建立高分散性金屬單原子催化劑的原子分辨率結(jié)構(gòu)特征一局域行為一宏觀性能之間的關(guān)聯(lián)，闡明決定金屬催化劑性能的結(jié)構(gòu)根源，這對提高貴金屬利用效率和降低能源消耗都有著重要的科學(xué)意義。

科研注重創(chuàng)新和實(shí)踐，需要在理論的指導(dǎo)下，不斷實(shí)現(xiàn)新的突破。郭俊杰教授的團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行科研實(shí)踐的過程中，屢次嘗試新的方法，尋找新的解決途徑。“科研對于我而言，不僅僅是工作，每一次向未知世界邁出的一小步都讓我十分著迷”，這些創(chuàng)新成果的取得，在他看來，正是不斷嘗試獲得的肯定。

近年來他在國際/國內(nèi)各類學(xué)術(shù)會議上作口頭報(bào)告30余次，發(fā)表論文50余篇，其中第一/通訊作者18篇，包括Nature Commun 3篇、Small 1篇、ActaMater 1篇、Phys Rev B1篇、ApplPhys Lett 3篇，總被引用500余次。郭俊杰這樣說道：“科研的另外一個樂趣就是分享、傳承與碰撞，只有這樣，才能集思廣益，科技才能真正應(yīng)用和服務(wù)于人類社會?！惫〗鼙M管年輕，卻將科研的責(zé)任與義務(wù)擔(dān)負(fù)肩上。他不斷學(xué)習(xí)提高自己，同時(shí)也希望傾盡全力要把所學(xué)貢獻(xiàn)于社會，這樣的人生在他看來充滿了意義。新的征程新的挑戰(zhàn)

2014年10月，郭俊杰結(jié)束美國之行，再次選擇回到了太原理工大學(xué)。他說道：“這些年在國外，其實(shí)心心念念的還是祖國、家鄉(xiāng)和母校，留學(xué)經(jīng)歷只是一個歷練和提高的過程，我的未來在中國！ ”

當(dāng)被問到為什么選擇放棄國外優(yōu)渥的生活工作條件，選擇回太原理工大學(xué)重新開始時(shí)，郭俊杰談到了三方面原因。首先，隨著國家綜合實(shí)力得到提升，政府越來越重視國外的人才引進(jìn)，“國內(nèi)大環(huán)境非常好，政府在資金和政策上都給予很大的幫助，回國后，一心想著為國家培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的人才是我內(nèi)心最迫切的想法?！逼浯?，回到母校重新開始，意味著新的挑戰(zhàn)和新的機(jī)遇，郭俊杰說：我是一個喜歡接受挑戰(zhàn)的人，在當(dāng)代這個大科學(xué)時(shí)代，‘單打獨(dú)斗，的科研模式早巳落伍，我更希望學(xué)習(xí)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，和團(tuán)隊(duì)一起共同去開展科研，把自己國外的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)帶回到祖國?！痹倨浯?，在國外留學(xué)期間，郭俊杰其實(shí)一直關(guān)注著母校的發(fā)展。“我經(jīng)常瀏覽的網(wǎng)頁就是山西新聞網(wǎng)和太原理工大學(xué)的主頁，非常關(guān)注它們近期的動態(tài)，我希望有機(jī)會可以回報(bào)母校”，說這些話時(shí)，他的眼睛里透露出信心與篤定，這次歸國，對于郭俊杰而言，不僅是人生新的起點(diǎn)，更寄托著他內(nèi)心深處的光榮與夢想。

回到國內(nèi)，郭俊杰組建了新的團(tuán)隊(duì)。在跨學(xué)科、有梯度的年輕團(tuán)隊(duì)中，導(dǎo)師們跨學(xué)科、跨領(lǐng)域，都是各自領(lǐng)域內(nèi)的翹楚，專業(yè)涵蓋了化學(xué)、材料制備和電子顯微學(xué)等。在談到團(tuán)隊(duì)構(gòu)成時(shí)，郭俊杰這樣說：“當(dāng)學(xué)生遇到問題時(shí)，在不同專業(yè)領(lǐng)域的導(dǎo)師那里，他們可以獲得最專業(yè)的回答，成長更快。我不希望我的學(xué)生將來只是和我比肩而立，我要看到他們超越我們這一代人，更加專業(yè)，更加優(yōu)秀?！闭f這番話時(shí)，郭俊杰流露出的那份期盼與熱忱溢于言表。

不僅如此，這個課題組的競爭機(jī)制也很有趣，“課題組分為3個研究方向，彼此獨(dú)立而相互競爭，彼此合作還能相互促進(jìn)”。郭俊杰說：“我們和組內(nèi)學(xué)生交流時(shí)不會詢問他導(dǎo)師的姓名，我們關(guān)注學(xué)生真正的科研能力，關(guān)注學(xué)生的發(fā)展?jié)撡|(zhì)，我們盡可能為學(xué)生的成長發(fā)展捂建平臺?！笔聦?shí)確實(shí)如此，這種合作又競爭的機(jī)制最終形成良性競爭，課題組承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金，山西省基礎(chǔ)研究計(jì)劃，青年三晉學(xué)者支持計(jì)劃；山西省引進(jìn)海外高層次人才“百人計(jì)劃”項(xiàng)目，人社部留學(xué)人員科技活動項(xiàng)目等項(xiàng)目，并獲得山西省自然科學(xué)二等獎，山西省學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人，山西省高?！?31”領(lǐng)軍人才工程（第二層次）等獎勵與榮譽(yù)?！懊刻旌蛯W(xué)生在一起工作探討，看著他們成長進(jìn)步，感覺非常好?！彼牢康卣f道。

在他看來，社會的進(jìn)步發(fā)展離不開人才的培養(yǎng)與教育，只有每一位科研人員盡心職守，不圖功名利祿，才能形成良好的社會風(fēng)氣。一直以來，郭俊杰都把自己的導(dǎo)師和學(xué)界德高望重的前輩作為學(xué)習(xí)榜樣，在他們身上，郭俊杰看到了為人謙遜、海納百川的寶貴品質(zhì)。他希望自己無論是治學(xué)還是為人，也一樣都能給學(xué)生樹立起好的榜樣，在未來的日子里，郭俊杰要求自己要以身作則，靜下心，沉住氣，把科研這把“冷板凳”坐熱。他非常確定，自己的學(xué)生會有更好的未來，他用這樣的方式回饋母校，也用這樣的方式延續(xù)自己的夢想！