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【厦大校友】谢毅:顺其自然的科研“哲学”

i.fjsen.com 2015-08-14 17:27:24  曾皓 来源:厦门大学校友总会

两次清晰的科研转型

心态淡定,不背包袱,谢毅正是以这种状态在固体化学领域一路策马前行。在谢毅的科研“图谱”上,有两次非常清晰的“转型”:从溶剂热制备非氧化物的建立,到发展特征结构构筑无机功能材料方法学,再到深入研究无机固体中的电、声调制。

将溶剂热合成技术发展成制备III-V族非氧化物的方法,是谢毅的博士论文选题,有关工作于1996年发表在美国《科学》周刊上,谢毅是第一作者。这一系列工作不仅入选了无机专业教科书,还获得2001年国家自然科学奖二等奖(排名第二)。迄今在无机合成领域,这类方法已经渗透到各种体系,真正实现了当时《科学》周刊的审稿人在审稿意见中的预言:“溶剂热合成将成为重要的固体合成方法……”

获得国家杰出青年基金后,谢毅成立了自己的小课题组,并着手开拓独立的研究方向。针对当时大家对无机功能材料结构构筑的探索往往很难建立在清晰的原子、分子层次上,他们另辟蹊径,注重从固体化学的基本原理出发,以物质的内在特征结构为导向来控制它们的生长,同时建立和发展了系列结合特征晶体结构和特征模板导向的二元协同策略来构筑三维组装结构。这些工作得到国际相关领域最有影响力的一些课题组的肯定,后来获得了2012年国家自然科学奖二等奖。

在无机合成领域再有斩获之后,2008年下半年,谢毅开始了她的第二次“转型”,这次她把目光投向了固体化学中更重要、难度更大的电、声调控方面。“我希望能探寻固体化学中更本质的部分,把研究做得更加深入。”谢毅解释了这一次转型的初衷,“试图从更本质的电子、声子的调制来实现对无机固体的性能调控,建立起真正清晰的原子结构、电子结构和本征物性之间的构效关系。”

这是谢毅科研生涯中极具挑战性的一次重大转型,“我很幸运,得到了大家的鼓励和支持。虽然独立工作已经15年了,但钱逸泰老师、我的合作同事们、还有领导们都一直不断督促着我,我也很在意他们的期望。在学生眼中,我是他们的带头人,我得对他们的前途负责任啊,他们也非常希望能在科研路上有所建树。”谢毅说,“有这么多好的导师、合作同事、领导和学生,真的是我的幸运,我不想努力也不行。他们的期望促使我产生了一种强烈的责任感,鞭策我勇于担当,不断开拓前行。”

心态上,顺其自然,淡定平和;科研上,有兴趣、有想法、有目标;思想上,充满责任感——这就是谢毅做科研最基本的“哲学”。于是,她率领自己的研究小组向领域内高难度的全新方向发起了冲击。

不负众望。谢毅课题组提出了利用无机固体中丰富的相变行为和半导体二维超薄结构这两种新思路来实现电声输运的同时优化,获得了高转化效率的新热电材料,这大大区别于国际上通常采用纳米化降低热导的方法来提高热电效率。相关工作在《美国化学会志》上连续发表了5篇论文,被誉为“化学化工领域风向标”的美国《化学与工程新闻》做了长篇专题评述,国际同行评价他们提出的体系和方法是“有潜力的今后寻找热电材料的方向”。另外,在低维固体中的电、声调制领域,他们还发展了无机类石墨烯化学,解决了这类超薄结构无法给出精确原子位置的难题,进而揭示了半导体二维超薄结构的精细结构、电子结构与热电、光电基本性能之间的调控规律。这一系列工作在美国《自然·通讯》上发表了3篇论文,并在《美国化学会志》和《德国应用化学》上发表了十几篇论文,还为英国皇家化学会著名综述刊物《化学评论综述》撰写了2篇指导性评述,这部分工作使他们的团队成为目前国际上在该领域持续活跃的几个主要研究小组之一。

“电、声调制是固体中最难也是最重要的领域,低维固体中的电、声调制更是有很多新奇的现象被不断发现,可以做、想要做的事情太多了!不管是在基础还是应用上,未来都有很多可以拓展的空间,这也是我希望继续努力的方向。”谈及未来的研究,谢毅思路明晰。

做科研,需要一份洒脱与开阔

在科研的路上,虽然斩获颇丰,却并非一帆风顺。对待挫折,谢毅始终保持着良好的心态:“有困难是再正常不过的事情了,很可能你的100次尝试中,有99次都是失败的,但积极的心态会帮助你捕获那一次的成功。”

2007年和2008年,谢毅和她的小组遇到了研究上的瓶颈。两年多的时间里,课题组没有发表一篇有分量的论文。学生们都有些泄气,而这位女掌舵人却没有乱了阵脚,她一方面分析原因,另一方面用幽默的语言给自己和学生们减压:“别人运气好吃肉,咱们就啃骨头呗。”鼓励研究生们耐住寂寞,把难啃的“硬骨头”拿下。

“做科研,需要一份洒脱。特别是不顺利的时候,要耐得住那份寂寞。”谢毅说,“在科研路上,一定要有韧劲,要有坚持的毅力和开阔的胸怀。”

她所提及的开阔的胸怀,不仅仅是对待挫折的态度,更是一种开放合作的姿态。谢毅回忆起一件往事:有一次她设计实验时,想尝试一个新的材料体系,联想到曾听过别的系一个年轻副教授在一次基金汇报中提到过类似的知识,她便在学院主页上查到了这位老师的电话号码,直接打电话请教他,两人在电话中就把这个材料体系讨论清楚了。

“我一直觉得科大的环境很好,有一种浓厚的学科交叉合作的氛围。”谢毅认为,这种自由宽松的氛围非常宝贵,“我也就在一次基金汇报会上见过那个年轻副教授一面,现在路上遇见,可能都认不出他,但这种开门见山‘就科学谈科学’的方式,让人感觉毫无壁垒。”

近年来,他们的小组和同步辐射、理论化学和凝聚态物理领域的研究人员合作,做了很多出色的工作,曾连续入选了中国科学院重大科技基础设施重大成果。谢毅向笔者列举了一串教授的名字,“合作得非常开心,大家都有收获,我特别感谢他们”。

谢毅认为,“学科交叉是科大的一个显著优势,而两个国家实验室给我们提供了非常难得的合作平台。科学发展到现在,‘单打独斗’已经难以研究得深入。善于以开放的胸怀与他人沟通,无障碍地探讨科学问题、开展科研合作,才能给未来的研究注入新的能量。”

厦门大学 谢毅
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