個人簡介
張黎明,1985年7月生,夏津人,復旦大學化學系研究員、博士生導師。 2012年于北京大學獲得理學博士學位,隨后赴美先后在加州大學伯克利分校和斯坦福大學進行博士后階段的研究,2017年9月起任復旦大學化學系研究員,博士生導師。在二維納米材料的可控生長與表面修飾、太陽能光電轉化、光催化水分解及二氧化碳還原等領域開展了一系列原創性工作。博士與博士后階段在頂級國際學術期刊上發表論文20余篇,授權專利2項。
夏日的上海,到處升騰著悶熱的空氣。位于楊浦區的灣谷科技園綠樹成蔭,帶來難得的清涼。在園區內一家星巴克,我們見到此行的采訪嘉賓張黎明時,她正在筆記本電腦前工作。
張黎明的簡歷是光彩奪目的——北京大學碩博連讀,兩段博士后研究經歷分別在斯坦福大學和加州大學伯克利分校度過。光鮮的背后,是多少年如一日的苦讀寒窗,是耐得住寂寞的執著堅守,是不達目標不罷休的堅強信念。
利用一個下午,張黎明與我們分享了她的故事與感悟。
“沒有白流的汗水”
2000年盛夏,張黎明從夏津老家趕到德州一中,站在大紅榜前,焦急尋找自己的名字。她按照自下而上的順序看榜,一行行掃過去,不曾想,竟在最上面第三個看到了自己的名字。當年,德州一中在城區之外只招100名學生,各縣市最優秀的初中畢業生才有機會考上。時間往回撥3年,她做夢也想不到,自己有一天會到這里讀書。
小學時,張黎明成績平平無奇,“跳皮筋比讀書熟練”。到了初中才意識到,時光一天天溜走,這樣下去未來不知在何處,不能再浪費下去。于是,她開始把心思轉移到學習上。
張黎明骨子的那股倔勁兒被激活。兩年時間,從后進生到尖子,她成功逆襲。“這件事算是我生活中第一個重要轉折,對我影響很大,我開始深信,不會有白受的苦,也不會有白流的汗水。 ”她對記者說。
很多人兒時都有當科學家的夢想,張黎明也是。不過,她是為數不多堅持下來的那一個。在山東大學讀本科時,她選擇了化學專業,這或許源于童年時喜歡動手“探索”的習慣,“家里的家具、小電器幾乎都被我拆裝過幾遍”。
沐浴著山大扎實上進學風的4年,張黎明的生活無比充實。努力學習之余,她擔任班長、團支部書記,也是學生會和社團中的積極分子。這期間鍛煉出的組織協調能力,成為她多年后帶團隊做項目的重要素養。
“人總要有點目標”
大一那年,張黎明就明確了考研的目標,而且一定要考名校,“做事至少要向前看3年,有目標、有計劃,才能踏踏實實地向前走”。
畢業那年,一個重要機會擺在面前。“當時系里規定,專業第一保研北大,前15%保研山大,我一心爭取專業第一,但最終成績還是差一點點。 ”于是,張黎明做了個“沖動”的決定,買上車票跑到首都,找到時任北京大學化學學院物理化學研究所所長劉忠范教授,表達拜在門下的想法。劉教授見張黎明對專業理解獨到,信念也堅定,便鼓勵她大膽報考。
回到學校,張黎明放棄了保研山大的機會,報考了北大的碩博連讀。“山大是我的母校,對我恩重如山,我熱愛并感激,但就所學專業而言,北大是國內最好的。”她如是解釋這一選擇。最終,她得償所愿。
在燕園的5年,張黎明一頭扎進實驗室,把所有精力投身科研,換來快速的成長。導師劉忠范教授是國內石墨烯領域的權威泰斗,指導、帶領她取得一系列科研成果。例如,張黎明研發出一種石墨烯微納加工技術,可被形象地稱作“二氧化鈦剪刀”,可以在三萬分之一頭發絲厚度的單層石墨烯表面進行任意切割和化學剪裁,制成的元器件應用在電路中,可實現很多先進的功能,而且成本對比舊技術而言極其低廉。再比如,她研發的一項共價修飾技術,可以實現石墨烯的雙面非對稱修飾,使其具備各向異性——即在不同的方向有不同的物理性質。
這期間,張黎明的心再度“不安分”起來,打算畢業后出國深造。導師的建議是去美國頂尖高校,學習那里的科研理念與先進技術。憑借博士期間的豐富成果,她如愿加入美國國家科學院院士、加州大學伯克利分校楊培東教授的科研團隊,開始博士后階段的研究。這段研究結束后,她又進入斯坦福大學,完成第二次博士后階段的研究。
在張黎明看來,博士階段重在打基礎,博士后階段則是見世面、選方向。在兩所頂尖名校5年的博士后經歷,她接觸到一個新領域——人工光合成,這將是她未來為之全心付出的事業。
“搞科研不能跟風盲從”
人工光合成,對多數人來說是個陌生名詞。簡單而言,是通過納米尺度的光感應半導體材料,消耗水和二氧化碳,在陽光作用下產生氧化還原反應,生成氫氣、乙醇、乙酸等可作為能源的精密化學物質。“化石能源推動了經濟繁榮,也造成資源枯竭和環境污染,如何利用更綠色的方式換來更清潔的能源?植物每天都在進行的光合作用給了我們啟發。人工光合成可以比作‘人工光合作用’,靠陽光、二氧化碳和水就能滿足我們的能源需求。 ”張黎明對記者說,“光伏是將光能轉化為電能,人工光合成是把光能轉化為化學能,應用范圍更廣。 ”
這一技術于1972年由日本科學家藤島昭提出,但在近50年的時間里發展緩慢。“面對的難點非常多,所以目前仍處在實驗室階段,無法實際應用于生產。 ”張黎明解釋道,找到一種合適的材料將太陽光有效收集起來就是個難題,目前的半導體材料主要是吸收紫外光,但紫外光在太陽光譜中占比低于2%,另外材料的穩定性、反應過程中如何做好電荷分離,以及如何找到合適的催化劑加快反應速度等也是難題。
正因為無法實際應用,這一領域是科研成果的“洼地”。但張黎明認為,搞科研不能跟風盲從,不能看到什么熱門就做什么項目,什么領域容易出成果就投入哪個領域,“如果太計較眼前的個人得失,很難在一個領域扎下根。 ”
2017年,張黎明被引進到復旦大學工作。在美國,她獲得很多機會,但都一一拒絕。她說,出國那一刻,她就立下科研報國的志向,“在國外是做項目,回國才是做事業”。
到了復旦,張黎明主持建設了人工光合成實驗室。這3年,她的工作節奏很快,每天早上8點雷打不動到實驗室,忙碌一整天。科研的同時,目前帶了十幾個研究生,她注重鍛煉學生的邏輯思維能力和獨立思考能力,對她而言,“培養很多科學家”比“發很多文章”更有成就感。
在這個年齡,張黎明到達了很多人無法企及的遠方,但她時刻有壓力和危機感。她說:“搞科研,尤其是基礎研究,如同跑馬拉松,過程很漫長,但一刻也不能松懈才能到達終點,我會一直跑下去。 ”
□本報記者張曉航任立松本報通訊員鄧美平