讓傳統(tǒng)材料再放異彩
——小記東華大學材料科學與工程學院羅維副教授

羅維副教授

初識羅維是在上半年的2018年啟明星頒證交流會上，羅維所在的東華大學是此次會議的承辦方，大家都注意到了這個忙里忙外、憨厚的小伙子。高潮是在當晚的班委選舉環(huán)節(jié)，羅維憑借“表白”和才藝過關斬將，當選班長。我們在旁觀察羅維，發(fā)現(xiàn)了看似憨厚、“大大咧咧”的羅維其實有非常細膩的、智慧的一面。直覺告訴我們這樣的人往往“有故事”。于是我們相約9月初開學伊始去東華大學松江校區(qū)聽羅維的故事。

父親是人生第一導師

羅維是陜西咸陽人，其父長期從事材料科學領域的研究，其母則在企業(yè)從事質量認證方面的工作。在小羅維的成長歲月里他和母親待在一起的時間多一些，母親是一個特別支持丈夫的人，她把家里收拾得井井有條，且從來不會要求什么，而父親只要一有時間，就會幫著母親做家務。兩人對生活質量要求都不高，家庭生活簡樸而溫馨。羅維就是在這樣一個融洽和諧的家庭氛圍中健康成長起來的，因此性格也十分溫良。小學時，羅維每臨寒暑假都會到爸爸的實驗室去，耳濡目染從小就感受到了科研的氛圍，懵懵懂懂中埋下了日后對無機材料的研究興趣。如果羅維期末考試沒有考好，父親再忙，也會在暑假里抽出大段時間給他復習補課。父親平時話不多，待在家里的時間也不多，但是對他的學習要求一直很嚴格，就算沒有在言語上表達出來，但羅維說自己完全能感覺到這樣一種壓力。而羅維也在這種逐步釋放壓力的過程中體會到父母的關愛，并在中學階段就確定自己以后是會跟父親一樣從事科研工作的。

高考選擇專業(yè)時，羅維本想選擇化工或者材料專業(yè)，但父親不建議他在大學本科的時候就選擇方向相對較窄的領域，而認為與化工、材料兩者相關的化學專業(yè)是一門基礎學科，也是一門與各個科研領域密切交叉的中心學科，如果基礎打得扎實，以后想轉到其他相關的研究方向都較容易，這樣本科的幾年學習也可以讓自己有更多的時間思考以后真正想研究的方向。這是平日言語不多的父親在兒子作重要抉擇的當口給出的建議。羅維明白這也是父親根據自己多年的科研經驗并結合對兒子能力的判斷提出的建議。他相信父親的判斷，選擇了化學專業(yè)，最終被南京工業(yè)大學應用化學專業(yè)錄取。

羅維的高中同學中有很多是父親同事的孩子，且很多都考上了一流的名校，有段時間羅維覺得自己十分對不起爸爸。因此他下定決心在本科時一定要好好學習。羅維在本科和研究生階段學習了很多關于有機化學的知識，也做了很多有機化學實驗和探索研究，但正如父親所言，通過幾年時間可以更了解自己，如對什么研究領域更感興趣、自己的優(yōu)勢在哪、真正想做什么，從而選擇出最適合自己的那條路。也許是從小受到爸爸的影響，羅維覺得自己還是對無機化學、無機材料更有感覺。于是在讀博深造中他報考了復旦大學化學系從事介孔材料研究的趙東元院士的博士研究生。

由“操作工”向科研人員的轉變

2009年，羅維進入趙東元院士課題組攻讀博士學位。趙老師課題組研究的主要方向是圍繞介孔材料做一系列的合成、結構調控、性能與應用探索等，憑借在介孔材料領域做出的深厚和系統(tǒng)的研究工作，課題組成果非常豐碩，趙老師在國際上相關領域的地位也非常高。介孔材料具有極高的比表面積、孔容以及種類繁多的孔道排列方式，因此在諸多領域發(fā)揮重要的作用。

當趙老師了解到羅維的有機化學背景以后非常感興趣，因為這是拓展介孔材料種類，控制有序介觀結構的一個新的突破口。他十分鼓勵羅維采用有機合成和高分子合成的方法來制備一些特殊的嵌段共聚物模板劑，從而進一步推動介孔材料的發(fā)展。雖然研究前景得到導師認可和看好，但對羅維而言，從有機化學專業(yè)轉到無機化學專業(yè)，要學的東西非常多。為了盡快適應，羅維花了一年多的時間來學習無機材料的表征、實驗操作等，也因此他比別人花了更多的時間來攻讀博士學位。

講到趙老師對自己的指導，羅維舉了模板劑的例子。模板劑是介孔材料之所以具有有序介觀結構的基本原因，通常是可以通過商業(yè)化購買來獲得的。但趙老師鼓勵羅維利用自己有機化學的專業(yè)背景來研究無機材料，將有機化學和無機材料結合起來，設計、合成市場上買不到的具有獨特結構的模板劑。這樣的嘗試即使不成功也很值得。受到激勵的羅維經過自己的努力確實把自己實驗所要的模板劑合成出來了。當然，這只是第一步，接下來還要用自己合成的模板劑制備介孔材料。羅維喜歡動手，他花了整整一學期做了幾百個樣品，但是實驗結果都不夠理想。心情低落時他找到趙老師討論，趙老師在安慰和鼓勵之后，與他從頭開始分析問題可能出在哪，不放過任何一個細節(jié)，并讓他明白科研進展得順不順利最重要的不是做了多少東西，而是要去思考和分析實驗本身深層次的東西。這次討論后，羅維根據找到的問題和導師提出的建議對實驗作了改進，最終利用新型的模板劑合成出了理想的介孔材料，順利完成了博士論文和答辯。這些研究也驗證了最初的預測，這個領域確實能做出很多吸引人的研究來。

帶領研究生進行有序介孔材料的制備

趙老師讓我更有自信

在訪談過程中，羅維數次提到趙東元老師對自己的幫助和影響：“在本科和碩士的時候，我其實對做科研是不太有感覺的，只是按老師指令去做實驗。但博士階段在趙老師這里，他教會了我怎么樣去思考問題和設計課題，如何根據實際需要去獲得一種有用的材料，我在趙老師這里完成了從‘操作工’到獨立、自行承擔課題的科研人員的轉變?！背丝蒲心芰ι系拿黠@提升，羅維還提到自己在與人相處、敢于展示自己方面受益于趙老師的教導：“以前爸爸很嚴格，我多少有點怕他，因而在家里束手束腳，時間一長就不太愿意與人交流和分享，有時候寧愿走彎路也不去請教或聽別人的意見，更不容易向別人袒露心懷。趙老師的親切和氣讓我敞開了心扉，而變得開朗、樂于與人交流也得益于在趙老師課題組組會中得到的鍛煉。我們當時的組會分成三個部分：一是培養(yǎng)學生的英語表達能力，找到一篇最新的英文文獻用英語介紹其主要內容；二是最近兩周的文獻綜述，這也需要很強的英語閱讀能力和總結歸納能力；三是匯報交流自己的研究工作。我花了一年多的時間來適應這樣的組會節(jié)奏。從不敢交流到很自如地報告，這都是趙老師對我的幫助和指點的結果。”

以上大段引用羅維的表述，是因為他提到的趙東元院士也是我們訪問過的多位啟明星的導師，趙老師不僅是納米介孔材料研究的世界級科學家，更是一位引領許多年輕學子走上職業(yè)科學家之路的“掌燈者”和誨人不倦的教育家。我們做啟明星專題報道的一個出發(fā)點就是希望能從眾多星友的成長經歷中總結一些人才培養(yǎng)的規(guī)律，其中受教于杰出的科學家及其團隊就是被不斷提到的一條。

再遇貴人，開拓全新研究方向

博士畢業(yè)后，羅維即入職東華大學材料科學與工程學院。江莞教授是國內知名的功能陶瓷研究專家，江教授及其課題組前幾年被東華大學引進，羅維是以江教授團隊成員的身份進入東華大學的。江教授與團隊主要成員王連軍教授、羅維在偶然研究中發(fā)現(xiàn)：介孔材料具有極佳的燒結活性，使用這種粉體材料作為燒結原料，有望實現(xiàn)納米晶塊體材料的低溫制備。于是，江教授鼓勵羅維在這個全新的領域進行研究。做科研的年輕教師都知道，剛剛起步的階段是十分艱難的，無論是課題經費、實驗室設施還是學生生源都是空白，但羅維說他非常幸運再遇貴人，江老師把自己的資源分給了羅維，并為他提供了一個寬松的環(huán)境，包括時間和研究方向上的自由。羅維就這樣在沒有壓力的環(huán)境中探索了兩年。這兩年里他的成果產出幾乎是空白。其實，剛進校時他就申報了揚帆計劃，但是連學校的推薦資格都沒有得到。盡管江老師沒有給他壓力，但他內心還是焦慮的，如果遲遲不見結果，那么江老師讓自己帶教的幾個學生怎么畢業(yè)？“壓力山大”之際，江老師仍然鼓勵他把基礎打好最重要，項目不代表一切，把工作做好了以后機會多的是。江老師的鼓勵和實實在在的支持讓他在這最重要的兩年里沒有慌亂，基本上能靜下心來做科研。

2016年到2017年，蟄伏兩年后的羅維終于爆發(fā)了，他作為第一作者或通訊作者先后在Journal of the American Chemical Society、Advanced Materials、Nano Energy、Advanced Functional Materials和ACS Nano等雜志上發(fā)表了多篇文章，大部分文章影響因子都在10以上。羅維說，正如江莞教授所言，踏踏實實做科研，有了成果后各種項目也會接踵而來：羅維先后申請到了上海市青年科技啟明星計劃，青年拔尖人才開發(fā)計劃，國家自然科學基金青年項目、面上項目等，并于2018年獲得了國家自然科學基金優(yōu)秀青年基金的支持。在談到啟明星計劃時，羅維脫口而出：“競爭太激烈了！我很幸運，趕上了啟明星的末班車。啟明星是科研人員特別重視的一個人才計劃，資助的力度也比較大。而且現(xiàn)在的評審也不只是看發(fā)了多少文章，有特色的研究方向更受關注?！?/p>

采用介孔氧化硅SBA-15為原料粉體低溫燒結所得到的透明玻璃材料

不追熱點有定力，堅信傳統(tǒng)材料會迎來第二春

采訪到這個時候，我們希望羅維講講他在介孔材料低溫制備傳統(tǒng)塊體材料（如玻璃、陶瓷等）方向的研究進展，這也是他申報的啟明星項目的工作。羅維從介孔材料說起，所謂介孔材料，是指一類孔徑分布在2～50 nm的多孔材料。由于具有較大孔徑尺寸、多元化骨架結構以及較高比表面積等優(yōu)勢，介孔材料在催化、分離、吸附等重要的應用領域，甚至在傳感、藥物控釋、能量存貯與轉換等高新技術領域均具有廣泛的應用前景。在介孔材料的傳統(tǒng)研究過程中，研究者都只注意到利用孔道的各種性質，而羅維的研究則是獨辟蹊徑，利用這種材料所具有的高燒結活性，在相對低溫（1 000℃以下）的條件下將其燒結，獲得高致密度的塊體材料。這比傳統(tǒng)方法制備塊體材料的溫度低了近800℃，大大降低了制備的能耗。此外，低溫條件能夠最大程度地保證摻雜的功能性組分不受到破壞，從而獲得功能性材料。例如，現(xiàn)有的LED封裝材料硅膠容易老化，而用光功能組分負載的透明玻璃材料替代可大大延長器件的使用壽命。

低溫燒結的優(yōu)勢顯而易見且意義巨大，因此材料領域的科研工作者在燒結方法與工藝的改進上做了很多探索，但是所取得的進展較為有限。事實上，從2014年進入江莞教授的團隊，羅維想做的就是從燒結原料上做出改進，獲得性能更加優(yōu)異的燒結粉體，走出一條利用介孔材料的高燒結活性來制備致密化塊體材料的全新的研究之路，目前，羅維所在的研究小組也是世界上首個開展這方面探索研究的課題組。

羅維坦言，盡管他對這個介孔材料低溫燒結的探索很有信心，江教授也包括他的父親都鼓勵他“咬定青山不放松”，但目前來說，課題組對介孔材料燒結的過程與機理還有待進一步深入研究，低溫燒結的體系數目也需要拓展，且某些介孔材料的成本相對較高，還無法工業(yè)化。因此，羅維下一步探究的方向是深入了解致密化機理，從源頭出發(fā)，根據致密化的過程設計出最適合低溫燒結的介孔材料，并研發(fā)出最佳的低溫燒結工藝，這也是羅維啟明星課題研究的內容。

我們發(fā)覺，話題一涉及這些材料，羅維就很有話想說。他認為，玻璃等塊體材料與我們的生活密不可分，除了傳統(tǒng)的用途如玻璃門窗、工藝玻璃等，還可用做大功率LED照明、智能玻璃幕墻以及航空航天等高精尖的領域，對國計民生意義重大。但目前研究傳統(tǒng)塊體材料的人越來越少，因為這是一個傳統(tǒng)領域，能開挖的空間似乎有限，且又和時髦的超微結構等方向難以沾邊，文章也不好發(fā)表，這樣愿意守著這個領域的人就越來越少。但羅維沒有動搖，他覺得自己的研究是在創(chuàng)立介孔材料制備塊體材料的新合成方法系統(tǒng)，如果能夠建立并固化下來，這比發(fā)文章的意義更大。他也相信，通過對塊體材料的深入探索與研究，能夠讓這樣的傳統(tǒng)材料再度成為熱門方向。

訪談到此，作為訪者的我們對眼前這個年輕人更生出一份敬意：這是一個不追熱點有定力、認定方向有韌勁的可造之才，難能可貴！

羅維也想借此次訪問向更多的人呼吁，傳統(tǒng)材料通過新的方法手段也能賦予其新的功能，希望有更多的人關注并進入到這個領域中，讓傳統(tǒng)材料再放異彩。