一個(gè)在科研上有悟性、耐得住的年輕人
——小記2017啟明星、復(fù)旦大學(xué)李偉博士

一個(gè)在科研上有悟性、耐得住的年輕人
——小記2017啟明星、復(fù)旦大學(xué)李偉博士

李偉，復(fù)旦大學(xué)青年研究員

起意訪問李偉還是因?yàn)?017年度啟明星授證儀式暨入選人員交流會，李偉所在的復(fù)旦大學(xué)是此次活動的承辦方，為籌辦此次活動，復(fù)旦這次入選的幾位啟明星出力甚多，尤其是李偉，那段時(shí)間常在2017星友群里見他張羅和聯(lián)絡(luò)大家，讓大家記住了這個(gè)復(fù)旦大學(xué)李偉。在交流會前的班委推選環(huán)節(jié)，李偉被推選為2017級啟明星班長。我目睹了選舉過程，在到場的近百位2017級星友中，李偉是最年輕的幾位星友之一。在強(qiáng)手如林的啟明星群體中，李偉各方面條件不能說是最拔尖的，肯定還有比他更優(yōu)秀的人選，但是李偉選上了。盡管當(dāng)選這個(gè)班長不會給入選者帶來名利上的多大好處，只是召集星友活動、為大家服務(wù)，但是2017級星友們記住了這位班長，也讓他成為此次“今日啟明星”的采訪人選。我在這次星友交流中已經(jīng)物色了幾個(gè)人選，李偉是其中之一。約李偉做啟明星訪問還有一個(gè)緣由是他來自復(fù)旦大學(xué)趙東元院士團(tuán)隊(duì)，從事的是介孔材料設(shè)計(jì)合成及其在催化、能源轉(zhuǎn)化與儲存應(yīng)用方面的研究。趙老師是介孔材料研究領(lǐng)域最具有世界聲譽(yù)的學(xué)者之一，我十多年前曾有幸訪問過趙老師，現(xiàn)在聽到李偉也來自這個(gè)團(tuán)隊(duì)，自然就更吸引我。

約好訪問時(shí)間后，李偉很周到，知道我們是坐地鐵去，他和同事一起開車到地鐵站接我們到復(fù)旦大學(xué)新江灣校區(qū)先進(jìn)材料樓，還打印了自己的簡歷供我們了解。于是采訪馬上進(jìn)入正題。

黑大實(shí)驗(yàn)班奠基礎(chǔ)，付老師把我引進(jìn)門

李偉，1986年出生于安徽銅陵的農(nóng)家，父母都是農(nóng)民，他上面有一個(gè)哥哥。從小學(xué)到高中，李偉在學(xué)習(xí)上都不吃力。受在中科大附中教化學(xué)的舅舅的影響，曾希望能考進(jìn)位于合肥的中國科技大學(xué)念化學(xué)。在得知自己的成績難以進(jìn)中科大的情況下，李偉選擇了黑龍江大學(xué)，那年黑大首次推出面向本科生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)班，但必須是各地考分前兩名者才能進(jìn)這個(gè)班，李偉以當(dāng)年安徽省考進(jìn)黑大分?jǐn)?shù)最高者入選該實(shí)驗(yàn)班。說到一般人不太知道的黑龍江大學(xué)，李偉很是感念，特別是感謝自己的本科導(dǎo)師，也是當(dāng)時(shí)黑龍江大學(xué)化學(xué)化工與材料學(xué)院院長付宏剛教授，他說：“付老師是我進(jìn)入科研領(lǐng)域的最初領(lǐng)路人。是付老師讓我知道科研是怎么回事，并讓我對科研產(chǎn)生興趣?！被瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)班的特色是從大一下學(xué)期就可以進(jìn)實(shí)驗(yàn)室跟著導(dǎo)師做課題，大二到大四這3年學(xué)習(xí)和科研并重。李偉很感激當(dāng)時(shí)黑大推出這樣的教改舉措：“這3年的實(shí)驗(yàn)，不僅使我比同齡同學(xué)更早地進(jìn)入科學(xué)實(shí)驗(yàn)之門、積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還對課本上的化學(xué)知識有更多的理解。”付老師當(dāng)時(shí)的做法是讓師兄師姐們帶剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)做實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生們自己看文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)，并隨時(shí)幫助他們分析和解決問題，引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)展。

回想起來，李偉很慶幸化學(xué)實(shí)驗(yàn)班的嚴(yán)格規(guī)定，他把大部分課余時(shí)間都留在了實(shí)驗(yàn)室，也讓他愛上了實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)室里，他經(jīng)常有機(jī)會和高年級的師兄師姐們交流，這段特殊的實(shí)驗(yàn)班生涯無意之中讓他度過了一段充實(shí)而有意義的大學(xué)生活，也讓他避開了大學(xué)新生或多或少存在的迷茫期。

由于得到付老師和師兄師姐們的指點(diǎn)，加上投入時(shí)間多，本科期間李偉就發(fā)表了兩篇SCI文章，這些積累對李偉日后的幫助不難想象。

臨近本科畢業(yè)，李偉的成績在學(xué)院排名第一，因此也獲得了保研的機(jī)會。當(dāng)時(shí)學(xué)校有規(guī)定保研只能選本校，但付老師很開明地允許前幾名的學(xué)生可以保外校。李偉在本科生期間就知道復(fù)旦大學(xué)趙東元院士的名字，也經(jīng)常研讀他的文章，那時(shí)在李偉心里趙老師是中國最牛的科學(xué)家之一。湊巧的是，趙東元老師和付宏剛老師是大學(xué)（吉林大學(xué)）同學(xué)，付老師也經(jīng)常提起這位同窗。因此李偉心里暗暗有個(gè)夢，有朝一日能投到趙老師門下。現(xiàn)在有了可以保送外校研究生的機(jī)會，黑龍江大學(xué)愿意推薦李偉到復(fù)旦大學(xué)，但是復(fù)旦愿不愿意接收是另一回事，因?yàn)楫?dāng)時(shí)復(fù)旦有過規(guī)定非211大學(xué)的推免生一般不考慮。但此時(shí)發(fā)生的一件事讓黑龍江大學(xué)一個(gè)畢業(yè)生和復(fù)旦大學(xué)之間發(fā)生了聯(lián)系。當(dāng)時(shí)（李偉畢業(yè)前）趙東元教授應(yīng)他的大學(xué)同窗付宏剛之邀來黑大化學(xué)學(xué)院做一次學(xué)術(shù)報(bào)告，主題就是談介孔碳材料，報(bào)告非常系統(tǒng)前沿，大大拓展了李偉的眼界和對從事介孔材料研究的興趣。大會報(bào)告后，趙老師又應(yīng)付老師邀請到課題組里和學(xué)生交流。得益于這兩次面對面的交流，李偉鼓起勇氣向趙老師表達(dá)了想報(bào)考他的研究生的愿望。趙老師當(dāng)即表示很歡迎，并鼓勵(lì)李偉去復(fù)旦看看。

趙老師圓我復(fù)旦夢，挫折歷練勝財(cái)富

由于有了趙老師的推薦，李偉不需要參加研究生考試，只需面試和參加基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能考試。通過這些面試和考試，李偉在2008年終于圓了到趙老師門下念研究生的夢。

趙老師對學(xué)生要求很高，但指導(dǎo)的方式很靈活，他會針對每個(gè)學(xué)生的特點(diǎn)給出因人而異的指導(dǎo)，如對本科就在復(fù)旦、有較好實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)的學(xué)生要求會高一些，對李偉這樣外校來的學(xué)生，他會首先培養(yǎng)你的興趣，讓你有一段時(shí)間融入環(huán)境。一開始讓李偉印象很深而且有點(diǎn)難以適應(yīng)的是，在定期的組會上每個(gè)學(xué)生都要交流近期閱讀文獻(xiàn)的體會，而且這個(gè)交流都要用英文講述，但這為他在后來參加各類國際會議上用流利的英文報(bào)告研究成果奠定了良好的基礎(chǔ)。第一學(xué)期趙老師讓李偉先熟悉介孔材料的合成和表征方法，學(xué)會分析數(shù)據(jù)，解決實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，逐步理順?biāo)悸罚舐^渡到課題研究階段。進(jìn)入博士論文方向選擇時(shí)，趙老師鼓勵(lì)他多看文獻(xiàn)，讓他自己提出研究方向和方案，只要大方向與介孔有關(guān)就可。

李偉花了半年時(shí)間確定了用有機(jī)-有機(jī)自組裝的方法來構(gòu)建有序微孔碳材料，這是一個(gè)非常創(chuàng)新的課題，因?yàn)闃?gòu)建微孔（<2 nm）的模板劑就需要不斷摸索，這中間還涉及很多界面組裝，膠體化學(xué)等問題。期間李偉曾與趙老師討論過多次，這個(gè)課題得到趙老師的認(rèn)可。在接下來的兩年多時(shí)間里，李偉分別用陽離子、陰離子、非離子等表面活性劑做模板，嘗試了各種合成方法試圖去構(gòu)建有序微孔碳材料，但最終得到的結(jié)果不像李偉開始設(shè)想的那樣完美，差不多3年時(shí)間里，李偉沒有發(fā)一篇文章，而周圍好多同學(xué)大都發(fā)了不止一篇論文。李偉說：“當(dāng)時(shí)我的壓力非常大，甚至一段時(shí)間里我都有點(diǎn)懷疑自己是不是合適做科研。”在李偉最困難的時(shí)候，趙老師的鼓勵(lì)給了他繼續(xù)走科研之路的信心。在我實(shí)驗(yàn)沒有明顯進(jìn)展而內(nèi)心焦灼的時(shí)候，趙老師專門找我談，鼓勵(lì)我說：“即使不成功的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，暫時(shí)不能發(fā)表文章，也不要太在意，因?yàn)檫@并不意味著真正的‘失敗’，相反這在科學(xué)研究中是很正常的事，最重要的是從中挖掘出成功實(shí)驗(yàn)所不能表達(dá)出來的知識，以及在這個(gè)過程中自我的理解、積累和成長，這才是你最大的財(cái)富?！?/p>

正是趙老師的鼓勵(lì)、寬容讓李偉重拾自信，也因?yàn)檫@兩年積累的大量實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)讓李偉熟悉了膠體化學(xué)、界面化學(xué)和組裝化學(xué)等基本實(shí)驗(yàn)合成方法與基本原理，并且閱讀了大量文獻(xiàn)，知道怎么去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，理清了研究思路。

在重新選論文方向時(shí)，李偉很快確定了把核殼基介孔氧化硅材料擴(kuò)展到其他功能性材料，如介孔氧化鈦。所以根據(jù)他之前的理論功底和知識積累，選擇了溶膠-凝膠化學(xué)方法來構(gòu)建氧化鈦基核殼結(jié)構(gòu)的介孔材料，這個(gè)方向以前沒有人研究過。

后面就比較順了，通過細(xì)心耐心地調(diào)試實(shí)驗(yàn)參數(shù)去均勻地包裹介孔氧化鈦，李偉終于找到了最佳的合成配方，并深入理解了包覆過程中蘊(yùn)含的化學(xué)機(jī)理，他提出了一種動力學(xué)控制包覆的方法，將經(jīng)典的Lamer成核生長模型應(yīng)用到溶膠凝膠過程控制。這種方法是首次拓展St觟ber方法用來包裹金屬氧化物殼層，不僅簡單可重復(fù)，而且具有普適性，適用于包裹各種組成和形態(tài)的材料形成多功能核殼結(jié)構(gòu)納米材料。這篇論文不僅讓李偉如期完成研究生階段的學(xué)習(xí)，而且在拿到數(shù)據(jù)后趙老師建議他撰文投到化學(xué)學(xué)科公認(rèn)的高水平雜志《美國化學(xué)會志》（JACS）上，并最終被接受發(fā)表。這是李偉到復(fù)旦念研究生后的第一篇JACS文章。這個(gè)對李偉的鼓勵(lì)是非常大的。之后在趙老師的建議和指導(dǎo)下，李偉對上述體系又作了系統(tǒng)研究，調(diào)變了介孔氧化鈦殼層的納米結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)以及功能性等又先后發(fā)了兩篇文章，一篇發(fā)在JACS，一篇發(fā)在英國化學(xué)會的《材料地平線》（Materials Horizons）上。李偉進(jìn)一步將這種方法拓展到納米粒子/石墨烯復(fù)合物的構(gòu)建，提出了分離和分別控制實(shí)驗(yàn)過程中反應(yīng)步驟的方法，制備了超分散氧化鈦納米晶/石墨烯復(fù)合物，這一工作發(fā)表在2013年JACS上。之后，李偉首次構(gòu)建了具有三明治夾心結(jié)構(gòu)的介孔氧化鈦包覆石墨烯納米片和石墨烯包覆介孔氧化鈦空心球材料，它們在鋰離子電池應(yīng)用上顯示出非常好的前景，相關(guān)工作分別發(fā)表在2015年JACS和《納米通訊》（Nano Letter）上。

2014年1月，李偉博士畢業(yè)。博士畢業(yè)往往是一個(gè)年輕人今后走什么路的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。又是趙老師出于對自己這位學(xué)生人品、科研能力和悟性的認(rèn)可，把很難得的留校名額給了李偉，具體是做趙老師的科研助手，給予的頭銜是青年副研究員。這也是當(dāng)時(shí)學(xué)校為了引進(jìn)人才而推出的政策：確實(shí)是科研需要，可以從博士中挑選少數(shù)人作為預(yù)引進(jìn)人才留校。博士畢業(yè)簽了“預(yù)引進(jìn)人才的合同”后，李偉自己聯(lián)系，并經(jīng)趙老師推薦到加拿大多倫多大學(xué)做了1年的博士后研究，隨后又到韓國繼續(xù)做博士后研究，研究內(nèi)容是新型碳材料設(shè)計(jì)合成和應(yīng)用。2016年6月回國后，李偉回到趙老師課題組，并在當(dāng)年被聘為青年研究員。

新的一頁徐展開，介孔應(yīng)用天地寬

回來后，作為趙老師的助手，李偉希望繼續(xù)做介孔材料設(shè)計(jì)合成及其在催化、能源轉(zhuǎn)化和儲存應(yīng)用方面的研究工作，這也是他原來的研究方向。為此，李偉利用實(shí)驗(yàn)樓里邊邊角角的空間，慢慢搭建了電催化裝置、鋰電池測試裝置和光電催化評價(jià)等應(yīng)用研究平臺。

采訪結(jié)束后他帶著我們?nèi)ニ谝稽c(diǎn)一點(diǎn)搭建起來的實(shí)驗(yàn)室去看看，有的是在管道區(qū)的旁邊、有的是在樓道轉(zhuǎn)角處的一塊空間，看得出來李偉對這些自己燕子銜泥般搭建起來的實(shí)驗(yàn)空間很有期待，說到下一步自己想做的課題，李偉眼里是放光的：把介孔材料真正用起來是近年來趙老師最看重和最想做的一件事，我也是想盡力配合做些事。目前，趙老師課題組在微孔-介孔復(fù)合分子篩催化劑合成及在重油的催化裂化應(yīng)用方面已有突破，與中石化合作已實(shí)現(xiàn)了千噸級生產(chǎn)；在有序介孔碳材料規(guī)?；铣刹⑵鋺?yīng)用在超級電容器儲能方面也取得了重要進(jìn)展。

李偉這次入選啟明星計(jì)劃的工作也是圍繞介孔材料的定向合成與能源轉(zhuǎn)化和儲存應(yīng)用研究。除此之外，回國前后這兩年里，李偉先后得到國家自然科學(xué)基金委青年基金、上海市青年拔尖人才計(jì)劃和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年項(xiàng)目（參與）等支持。

已過而立之年的李偉已發(fā)表的文章的數(shù)量和質(zhì)量令人印象深刻：發(fā)表SCI論文80篇，其中第一/通訊作者論文26篇（含共同第一作者），包括Nature Rev. Mater.(1篇)，J.Am.Chem.Soc.(6篇)，Angew.Chem.Int. Ed.(2篇)，Adv.Mater.(3篇)，Nano Lett.(1篇)和Adv.Energy Mater.(3篇)等。論文被引5 000余次，H因子32，第一和通訊作者論文中有14篇為ESI高被引論文。還獲得了2015年度上海市優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)。

接下來在學(xué)術(shù)研究上，李偉想做一些系統(tǒng)的、有特色的工作，而目前這幾年的重點(diǎn)就是把趙老師的介孔材料用起來，不僅要?jiǎng)?chuàng)造新材料，而且要能積極推動其應(yīng)用。

采訪結(jié)束時(shí)，聽說趙東元院士正好在，我們就去拜訪。盡管當(dāng)著李偉的面讓導(dǎo)師評價(jià)自己的學(xué)生不是最恰當(dāng)，但我還是提出了這一要求。趙院士毫不隱諱對李偉的偏愛，說把他留下來就是看重他有潛力，是一塊做科研的料。趙院士說：“他的家庭條件不是很好，同時(shí)也不是211大學(xué)畢業(yè)的，但是他后期很努力，非常有悟性，能把文獻(xiàn)的知識化為自己的知識，雖然剛開始遇到一些困難，但是一旦恢復(fù)自信就馬上能進(jìn)入狀態(tài)。像李偉這樣的年輕人如果能持續(xù)努力下去，那他在科學(xué)上的前途不可限量。”

[江世亮、顧姚星采寫于2017.5.30]