2018年1月8日,北京人民大會堂。2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會正在這里隆重舉行。由香港科技大學(xué)、浙江大學(xué)和北京理工大學(xué)合作完成的“聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)”項目榮獲2017年度國家自然科學(xué)獎一等獎。
AIE的概念最早由中科院院士、香港科技大學(xué)講座教授唐本忠提出,這一開創(chuàng)性的創(chuàng)新成果,為國際材料學(xué)研究打開了全新的領(lǐng)域。作為該項目的第三獲獎人,來自北京理工大學(xué)材料學(xué)院的董宇平憑借自己的勤勉與創(chuàng)新,為這一中國人的原創(chuàng)性科技成就作出了一份貢獻。
自1994年參加工作至今,董宇平的科研生涯已經(jīng)走過了24年。作為有機功能材料課題組的學(xué)術(shù)帶頭人,面對獲獎,他謙虛而言:“我和課題組的同事們,在北理工一起找到共同的科研志趣,一起培養(yǎng)優(yōu)秀的學(xué)生,一起創(chuàng)新奮斗,‘在一起’的感覺讓我們很幸福,榮譽屬于我們每個人。”
點亮“材料之光”
發(fā)光材料是材料科學(xué)的重要研究領(lǐng)域,但傳統(tǒng)有機發(fā)光材料存在“聚集導(dǎo)致發(fā)光猝滅”(ACQ)效應(yīng),即分子在聚集狀態(tài)下會出現(xiàn)發(fā)光強度減弱甚至完全消失的現(xiàn)象,這一瓶頸極大地限制了傳統(tǒng)有機發(fā)光材料的應(yīng)用。
然而,唐本忠關(guān)于AIE材料體系的原創(chuàng)性研究打破了這一“阿喀琉斯之踵”,將分子越聚集、材料發(fā)光越強變成了現(xiàn)實。
“AIE材料是中國科學(xué)家為世界材料科學(xué)研究開辟的一片全新領(lǐng)域,這也意味著有大量的研究需要去開展,只有瞄準(zhǔn)世界科技前沿才能大有作為。我和我的伙伴們在這個前沿領(lǐng)域上志趣相投。”董宇平笑著說。
“志趣相投”這個觀點在北理工有機功能材料課題組得到了高度統(tǒng)一。董宇平和佟斌兩位“60后”教授、石建兵和支俊格兩位“70后”副教授以及蔡政旭這位“80后”特別研究員,帶著不同的研究背景和相同的研究興趣走到一起,瞄準(zhǔn)世界材料科學(xué)的最前沿。
說起團隊最初聚焦AIE研究,這離不開董宇平赴香港科大唐本忠團隊的訪學(xué)。在香港科大,董宇平對AIE的理解不斷加深,在結(jié)合自身研究基礎(chǔ)之上,打開了一個生機勃勃的全新研究領(lǐng)域。之后,在董宇平的帶領(lǐng)下,有機功能材料課題組的成員們也投入其中,成果豐碩。
“在開展AIE研究之前,我們課題組的研究方向是染料敏化太陽能電池。在唐本忠教授發(fā)現(xiàn)具有AIE性質(zhì)的六苯基噻咯衍生物以后,我們就一直思考能否替換其中的硅原子,所產(chǎn)生的新衍生物是否還具有AIE性質(zhì)以及能否不斷豐富具有AIE特性化合物的種類等問題。”董宇平表示。
在研究中,團隊基于對叁鍵化學(xué)的研究基礎(chǔ),利用炔—炔偶聯(lián)反應(yīng)和改進的Schulte-Reisch反應(yīng),合成出了具有AIE性質(zhì)的多芳基吡咯衍生物。伴隨著更為深入系統(tǒng)的研究,團隊成員的興趣也愈發(fā)濃厚,逐漸將工作重點調(diào)整到原創(chuàng)性AIE材料的研究上。
在發(fā)展新材料的基礎(chǔ)上,董宇平還帶領(lǐng)團隊積極探索AIE材料潛在的應(yīng)用價值。對此,博士生陳笛笛深有感觸。
2015年,陳笛笛正在利用具有聚集誘導(dǎo)熒光增強特性的熒光分子從事細胞新陳代謝過程研究,“當(dāng)時,董老師要求我一定要用AIE材料進行癌細胞和正常細胞共培養(yǎng)檢測,并強調(diào)這對癌癥診斷治療具有積極意義”。
正是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,利用AIE材料特性,陳笛笛發(fā)現(xiàn)了癌細胞與正常細胞共培養(yǎng)狀態(tài)下存在雙向通路,她的系列研究成果對癌癥的早期診斷和設(shè)計新的藥物靶向分子具有重要意義。
憑借著共同的科研志趣和傾心投入,近年來,董宇平和團隊師生圍繞AIE新材料研究及應(yīng)用取得一系列成果,積極探索研究成果在爆炸物點亮型檢測、生理環(huán)境中特定蛋白質(zhì)定量分析等方面的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。
讓學(xué)生“獨舞”
“徐特立獎學(xué)金是北理工最高獎學(xué)金,而第一位獲得特等獎的本科生韓婷就是我們課題組的學(xué)生。”北理工材料學(xué)院教授佟斌自豪地介紹團隊中的得意弟子。
可以說,董宇平所帶領(lǐng)的團隊始終把培養(yǎng)優(yōu)秀人才作為共識和要務(wù),用實際行動詮釋了對立德樹人核心使命的把握,并逐漸探索出了一套具有團隊特色的科研育人好方法——“畫圈跳舞”,將培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新意識和獨立思考能力作為重中之重。
團隊教師支俊格把為學(xué)生確定基本研究方向比喻為“畫一個大圈”,而學(xué)生的自主研究則是“在圈中獨舞”。
團隊中另一位教師蔡政旭這樣解釋:“畫一個圈,留點白,既保持了主要研究方向,也是鼓勵學(xué)生結(jié)合興趣發(fā)揮主觀能動性。這樣不僅有利于釋放學(xué)生的創(chuàng)新潛力,還能教學(xué)相長,更有利于團隊拓展研究的深度與廣度,不斷實現(xiàn)自主創(chuàng)新的突破。”
2004年,董宇平訪學(xué)歸來后,借鑒香港科大化學(xué)系培養(yǎng)本科生的教學(xué)理念,為剛升入大三的本科生開設(shè)了一門名為《材料科學(xué)研究技能培養(yǎng)》的課程。
利用4周時間,董宇平邀請材料物理與化學(xué)系的每位老師為學(xué)生列出一批研究題目,學(xué)生根據(jù)興趣自主選擇題目,并加入到不同的研究團隊中。
課程結(jié)束后,他要求學(xué)生仍要利用課余時間繼續(xù)參與科研,鼓勵將研究堅持到畢業(yè)設(shè)計階段,旨在通過這個過程推動學(xué)生理論與實踐結(jié)合,加深對基礎(chǔ)知識的理解,有效提升研究能力和實驗技能。
帶著這樣的理念,多年來,董宇平帶領(lǐng)團隊“不遺余力”地引導(dǎo)本科生進入實驗室。對進入課題組的本科生,董宇平不僅積極與他們討論研究思路,還非常強調(diào)研究生對本科生的指導(dǎo)帶領(lǐng)作用。
已經(jīng)是一枚“青椒”的馮霄更是充分體現(xiàn)了導(dǎo)師董宇平的人才培養(yǎng)觀。馮霄不僅自本科起就參與到團隊研究中,在董宇平的推薦下,博士期間他更遠赴日本分子科學(xué)研究所學(xué)習(xí)。畢業(yè)后,董宇平又推薦他留校,加入化學(xué)化工學(xué)院青年學(xué)者王博教授團隊。
“培養(yǎng)人才,就要愛護和尊重人才的成長。”佟斌這樣表示。沒有一流的本科,就沒有一流的大學(xué)。在董宇平看來,本科生的思維非;钴S,就更要投入精力培養(yǎng)他們,鼓勵他們做前人沒有做過的研究,幫助他們產(chǎn)出創(chuàng)新研究成果并打牢基礎(chǔ)。
“在一起”很重要
盡管辦公室并不寬敞,但當(dāng)被問到是否愿意把辦公室搬至別處時,董宇平的回答卻是否定的。
“自然科學(xué)離不開實驗,而化學(xué)實驗更是其中的典型代表。不僅安全要求高,而且結(jié)合實驗過程隨時討論指導(dǎo)更是必不可少,因此我們教師就是要和學(xué)生、和實驗平臺、和實驗結(jié)果在一起。”對于董宇平及其團隊來說,“在一起”很重要。
“在一起”既是相互幫助,更是為青年人成長搭橋鋪路。談起團隊對青年教師的幫助,教師石建兵表示:“我是2009年入職的,作為新人,科研條件還很薄弱,但是董老師和組里其他老師慷慨地為我提供資金和設(shè)備支持。剛?cè)肼殨r,我還不太會申請項目基金,每當(dāng)遇到問題,就會向鄰桌的佟老師、董老師請教,他們也總是不厭其煩地為我答疑解惑。”
教師“在一起”、師生“在一起”、辦公室與實驗室“在一起”,這已經(jīng)成為了團隊的一種共識,也成為一種文化。
現(xiàn)在,董宇平團隊每周都會舉行一次大組會,團隊所有師生都要參加,組會不僅是總結(jié)工作、交流學(xué)術(shù)和碰撞思想的“盛會”,更是團隊“集體導(dǎo)師制”的重要工作制度。
“我們課題組不分是你的學(xué)生還是我的學(xué)生,只要是有機功能材料課題組的學(xué)生,那就是大家的學(xué)生,每位老師都會傾心指導(dǎo)。”佟斌表示。
在董宇平的團隊中,講凝聚、講協(xié)作,不是口號,而是行動,更是制度——研究課題統(tǒng)籌安排,研究任務(wù)統(tǒng)一布置,研究資源統(tǒng)一調(diào)配,研究生統(tǒng)一指導(dǎo)。正是在這樣團結(jié)協(xié)作的氛圍下,團隊形成合力,孜孜不倦,砥礪前行,攻堅克難,才能在材料科學(xué)研究領(lǐng)域,成績斐然,成果不斷。■