從逆境中尋找光明,從順境中尋找陰影。
全球首次發現氧化石墨烯纖維在溶劑作用下的精確可逆融合與分裂現象,以第一作者身份在國際頂級期刊 Science 上發表學術論文,以共同第一作者在國際期刊 Advanced Materials 發表論文,獲中國發明專利授權1項,申請國際PCT專利1項,參與編寫“十三五”國家重點出版物出版規劃專案圖書《石墨烯宏觀材料及應用》……
她沉浸在高分子的天地裡,“生活給我蜜糖,我就安享蜜糖。生活給我考驗,我就披甲上陣。”
她是來自高分子科學與工程學系的2016級直博生,也是浙江大學2020-2021學年竺可楨獎學金獲得者——暢丹。
醉心科研,遨遊於高分子世界
“不要急功近利,把手頭的方向研究好,把每天的生活規劃得井井有條。”
在中國古典四大名著之一《西遊記》中,孫悟空能“七十二變”,可以變為其它動物或物體並逆向變回自我,然而在現實世界中,類似的動態可逆轉變卻難以實現。使人工材料具有動態轉變特性的可行方法之一是將材料以多單元組裝體的形式分解和重組,這需要組裝單元之間的介面能夠同時滿足兩個特性:介面結合與按需解離。
近年來,研究者們結合仿生學的原理進行了很多探索。暢丹在導師高超教授的指導下,利用氧化石墨烯(GO, graphene oxide)纖維的二維基元結構和大體積收縮動態特性首次實現了宏觀材料的精確可逆融合與分裂。
2016年9月暢丹進入實驗室,在導師高超教授的帶領下開始接觸氧化石墨烯(GO)纖維的製備及組裝方向。當時,課題組已經意識到GO纖維有溶脹性,希望利用這種溶脹性,製備出特定結構的組裝體。
在做實驗的過程中,暢丹發現多根溶脹的GO纖維融合成了一根,在之後一次預先設計好的實驗中,她又偶然發現融合的GO纖維在溶劑中精確可逆地分裂出了初始的多根纖維。暢丹立即與高超老師及李拯師兄討論後,意識到這是個新發現,於是她繼續深入研究這個精確可逆的現象,跟蹤了這個現象的全過程。透過精細操作以及採用標記的方法,她最終成功地克服了實驗上的困難,取得了突破性的研究成果。
談及一天的科研日程安排,她微笑地說,“我每天是朝八晚十,一週一休,早上到實驗室,一邊做實驗一邊看文獻,下午整理資料、看文獻,晚上和別人交流,查閱資料。”穿上實驗服,仔細調節儀器,觀察實驗現象,認真整理資料,她全然專注於當下的時光,長達三年半的實驗,暢丹從未鬆懈,最終成功以第一作者身份在Science上發表了Reversible fusion and fission of graphene oxide–based fibers一文,以共同第一作者身份在Advanced Materials上發表A Review on Graphene Fibers: Expectations, Advances, and Prospects一文。
深入實踐,以現實為標尺
“走出實驗室,主動交流。”暢丹曾前往相關科技企業進行社會實踐,從事專案研發相關工作,探究石墨烯絲束。透過這次實踐,她對產業化有了更深入的瞭解。
科研之外,暢丹喜歡參加各種會議論壇,攻讀博士期間,她作為中國化學會會員協助組織並參加Go to GO、中國化學會第31屆學術年會等國際會議,參加2021年清華大學第637期博士生學術論壇、2021中國材料大會等學術會議並作口頭報告。她說:“參加學術會議是一次主動交流的機會,學習別人的最新成果和發現。”透過和同行的交流探討,她能夠解開讓自己陷入糾結的問題,碰撞出思想的火花,獲得更多的靈感和啟發。
關於石墨烯纖維的未來發展,暢丹認為,領域內正致力於做得更加高效能化、功能化和智慧化。而受益於導師高超教授的科研方針,她認為做研究也需要這樣的創新性和前瞻性,科學也可以帶著詩意的浪漫。
未來可期,和世界相擁
發表一篇Science要用多久?
暢丹做了三年半實驗,從投稿到接收又用了一年,為繼續完善GO纖維融合與分裂的後期研究工作,她主動提出延遲一年畢業,開啟自己在玉泉的第六年求學生涯。一件事的價值感越強,獲得效用的回報週期就越長,播種之後,要耐心耕耘再等待,方能有所收穫。
“儘早想清楚要幹什麼,把目標定好,朝著這個目標努力。”談及博士學習和本科學習的不同,暢丹說到,本科是學習、考試的模式,和高中及以前沒有太大區別,而博士期間有更多時間發展自己的興趣,博士需要主動查閱文獻,完成專案,自主性和實踐性更強,動手操作能力要求更高。
從中學時代的“電解水製氧”實驗開始,暢丹就結下了和化學物理的奇妙緣分,好奇心驅使她一步一步去揭開背後的機理。而選擇讀博士,一方面和性格有關,暢丹細心踏實,同時有強烈的好奇心,好奇自然現象背後的規律,另一方面,和職業規劃有關,她希望未來在高校或科研院所繼續從事材料學相關的研發工作,為祖國相關領域的發展貢獻自己的青春力量。
暢丹的父母對她的科研工作十分支援,博士期間的壓力主要來自於她自己對自己的要求,特別是實驗不順利的時候,她經常透過跑步、打羽毛球、聽音樂等方式來放鬆,並積極參加“毅行”等活動,帶動周圍同學進行鍛鍊。關於博士期間的收穫,她認為一是學會了更多實驗技能、理論知識,二是改變了自己的思維和行為方式,之前自己是表觀的思維,而現在會關注問題更深層次的原因。
暢丹表示十分感激研究生階段能有幸進入到高超老師的課題組,並得到導師的栽培和悉心指導。高超教授靈活高效的思路和堅定不移的支援讓她有信心克服種種困難,一次又一次地取得突破。和課題組李拯師兄的討論也讓暢丹受益良多。她將牢記這些寶貴的經驗,將其運用到以後的科研道路中,踏實做事,精益求精,不斷進取。
博士幾年不斷輸入是暢丹人生路上的力量源泉,為她奠定了重要的人生底色。她總是把愛和溫暖傳遞給身邊的人,拋卻浮華,撇去浮躁,多一些靜觀,堅守著自己內心的模樣。心之所向,素履以往,願我們每個人在逐夢路上,帶著堅持與熱愛,去和世界相擁。
文字記者:浙江大學研究生新聞媒體中心 雷馨怡
攝影記者:浙江大學研究生新聞媒體中心 兀兀
部分圖片由暢丹本人提供
今日編輯:浙江大學融媒體中心學生記者團 何瑞婧
責任編輯:周亦穎