浙江大學高超團隊:石墨烯基礎研究與應用開發

2013年第十二屆浙江省青年科技獎獲得者。浙江大學高分子科學與工程學系教授、博士生導師,高分子科學研究所所長。主要從事石墨烯材料研究。2013年獲得國傢傑出青年基金資助,2014年入選科技部“創新人才推進計劃中青年科技創新領軍人才”,2015年入選國傢“萬人計劃”科技創新領軍人才。

刷新瞭當時世界上最輕材料紀錄的“全碳氣凝膠”,每立方厘米不過0.16毫克的重量,不僅獲得瞭吉尼斯世界紀錄認證,還被授予世界創新論壇“金袋鼠”創新獎;短短幾秒便可完成充電的新型鋁-石墨烯“超級”電池,循環充放25萬次後依然電力十足並展現出耐熱、抗凍、反復彎折不影響性能,等等,都是浙江大學高分子科學與工程學系高超團隊取得的科研成果。

“石陶銅鐵盡風流。信息時代矽獨秀。量子紀元孰占優,一片石墨立潮頭。”這是愛好文學的科學傢高超,為石墨烯材料創作的詩詞,而他本人的科研歷程,亦如這一詩作,在石墨烯領域勇立潮頭、盡顯風流。

少年立志 初心不改

早在中學時期,高超對化學就特別感興趣,化學成績非常好,還參加瞭不少化學競賽活動。因為熱愛,高超當時就對化學作瞭比較多的瞭解,知道有機化工行業,特別是有機高分子材料,如塑料、橡膠、纖維等,既與科學相關,又與工程相關。這些在我國國民經濟的各個行業貢獻率都很高。因此,談起如何走上化學研究之路,高超笑談,“我對化學可以說是情有獨鐘。所以在高考填志願的時候,毫不猶豫選擇瞭化學。”

此後,從學士到博士,再到博導,從湖南到上海,再到海外,直到落戶西子湖畔,高超一直堅持著化學研究之路。現在說起這個少年時期的選擇,高超仍倍感幸福。因為,這是個人興趣和職業選擇的完美結合。當科學傢是兒時的夢想,一路堅守科研道路,不忘初心,既實現瞭當年的夢想,又在不斷的探索中,為這個世界打開瞭一個新天地。

“在研究過程中,每當產生一個好的想法,哪怕這個想法還沒有具體的實施,還看不到結果,都覺得很高興,為什麼呢?因為這就是在探索未知世界。知識,用畫一個圓來形容,它有個極限,你如果能夠再把這個知識的極限某一點往外推進那麼一點點,這就是非常幸福非常開心的一件事情。”高超說道。

突破慣性  從零再起

“first、best、most”。這是高超對自己和研究團隊成員提出的理念。這也是他自己堅持不懈的追求。

2001年,高超獲得上海交通大學工學博士學位,並留校任教。2002年8月被評為副教授。2003年11月至2006年8月先後在英國Sussex大學化學系Harold W. Kroto爵士實驗室(因發現C60獲得1996年諾貝爾化學獎)、日本Toyo大學、德國Bayreuth大學做訪問和博士後研究。

浙江大學高超團隊:石墨烯基礎研究與應用開發

萬事開頭難,在新的城市、新的工作單位,高超面臨著很多的挑戰。實驗室面積小、啟動經費緊張、硬件跟不上團隊的規模,最艱難的時候,甚至快要斷炊。當時壓力也是很大。特別是前面三年,各種條件不是像現在這樣寬松,可以說是從零起步。

然而,高超對此卻一直保持著非常樂觀的態度,他說,“這樣實際上有弊有利。主要的好處在於,它是對人的一種很好的鍛煉,促使我要多動腦筋,深入思考,找到一些不需要花大價錢去實現研究突破的途徑,降低對硬件設備的依賴。”

方文章是高超研究團隊的一名博士後研究員,加入高超團隊之前,他的研究一直是催化方向,高超主要研究的則是石墨烯。兩者跨度很大,方文章需要適應這一個全新的領域。而導師高超的一番話讓他豁然開朗,高超對他說:“作為一個勇敢的科研工作者,完全可以嘗試一個全新的領域,這樣對自己更有挑戰,也可以接觸更多的東西。創新性和原創性的科研工作常常需要跨界。”

隨著科研的不斷進展,高超和他帶領的團隊,取得瞭一項又一項成果,發表瞭100多篇SCI論文。對此,高超表示,二十多年前甚至更早的時候,大傢都比較註重論文的數量,也就是所謂的SCI論文數。而實際上,在他剛剛走上科研道路的時候,導師顏德嶽先生就已經告訴他,論文質量重於數量。這也是高超最看重的,“每一篇文章我們都非常認真地去對待。我們看重的是每一篇文章,你對所從事的這個小領域,解決瞭什麼問題,貢獻瞭什麼思想,對別人有什麼啟發,也就是它的核心價值到底在哪裡,這個是最重要的。”

“我們的論文發表至今被引用瞭1萬多次。引用次數才是相對來說比較明確的一個標準。”高超說道,“當然這還要從長期來看。我們經常講大師,什麼是大師?比如說一位科學傢十年前做的一個工作,最初十年可能沒有多少人引用。但是再過50年,突然引用暴漲起來瞭,在這一領域的研究熱度上來瞭,那就是大師,他比我們普通人的思考和探索早瞭十年甚至50年。所以真正的經典性的工作,有長期的影響。50年以後還有人看你這篇文章,那才是真有價值。”

使命擔當  勇立潮頭

“高老師是一個非常有使命感的人。他說,我國的石墨烯研究在國際上還不算落後,他要通過他的專業知識,努力推動這個行業發展得更快,為國傢和社會帶來更大進步。他對我們有著潛移默化的影響,我覺得他做得非常好。”博士研究生郭凡對導師充滿敬佩之情。

對於使命感這一詞,高超有著自己的理解,他認為作為一個科研工作者,使命感可以分幾個層面。第一個層面是把金錢變成知識,金錢就是國傢的投入,投入就是金錢,我們要比較高效率地把它轉變成知識,要把國傢的每一分錢花在刀刃上,產出更大的科學價值。第二個層面是把科學變成產品,也就是把知識變成財富,把研究成果通過轉化孵化,最後變成產品,然後賣出去變成商品,最後產生財富,為社會作貢獻。更高層次的使命,高超認為要看能否為某一行業創造顛覆性的發展。某一行業,如芯片、發動機、碳纖維等,這些我們國傢發展比較落後的領域,作為科研人員,能不能使現狀發生顛覆?如果我們的研究成果能在這些領域實現突破,真正與國傢發展的需求結合起來,改變整個行業生態,這才是不負使命。

這樣的理念不僅體現在他的科研歷程中,也體現在他實踐科技成果轉化的過程中。高超是一名科學傢,同時他還創辦瞭企業,也是一名創業者。他表示,科學傢創業,與普通的創業者應該是不一樣的。“科學傢創業的出發點或者說使命,絕不是單純為瞭賺錢,而是要通過成果的轉化,首先證明科學研究有真正的價值。其次通過你的原創技術貢獻,為這個行業健康發展起標桿作用。最後,要通過產品的持續創新力推動社會進步、提高生活水平乃至促進人類文明發展。”

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