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bob手机网页版登录入口中国研究生]深耕科研与时代并行钻研专业以反哺社会(中国人民大学)

时间:2023-08-03 16:13:31 文章作者:小编 点击:

  bob手机网页版登录入口bob手机网页版登录入口党的二十大报告强调,教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑,要加快实施创新驱动发展战略,加快实现高水平科技自立自强。研究生是科技创新的主力军,也是全面建设社会主义现代化国家的重要力量,以科创报国为建设社会主义现代化国家贡献青春力量,青年研究生生逢其时、重任在肩,大有可为、大有作为。

  为深入学习贯彻党的二十大精神,开展好学习贯彻习新时代中国特色社会主义思想主题教育,全国百所高校研究生积极响应,共同开展“‘我是中国研究生,科创报国青年说’——全国研究生网络接力讲述身边研究生榜样主题活动”。

  活动旨在激励当代青年研究生深刻把握“国之大者”,勇攀科研高峰、立志科创报国,主动融入服务国家重大发展战略,积极推进关键核心技术攻关。

  活动将通过全国100余所高校研究生、连续100余天网上接力、讲述好100余辑科创报国事迹的形式,展示中国研究生群体胸怀祖国、服务人民的爱国精神,勇攀高峰、敢为人先的创新精神,追求真理、严谨治学的求实精神,淡泊名利、潜心钻研的奉献精神,集智攻关、团结协作的协同精神。

  今天,主题活动第62期推文让我们一起走进中国人民大学听听人大研究生研究生的科创报国故事。

  宋丹,中国人民大学环境学院2019级博士研究生,研究方向为环境污染物检测技术。曾获吴玉章奖学金、博士生国家奖学金、硕士生国家奖学金、本科国家奖学金、北京大学唐孝炎奖学金、北京市优秀毕业生、十佳班级辅导员提名等多项奖励荣誉。在校期间以(共同)一作身份发表论文21篇,包括SCI论文19篇(人大A类16篇,B类2篇),以团队排名前三获得三项授权发明专利,连续三年入选中国人民大学拔尖创新人才培育资助计划。

  宋丹是中国人民大学第一届环境工程专业的本科生,本科时的专业课上,老师们讲到环境问题,包括水污染、大气污染和固体废弃物污染,以及环境专业的学生可以做些什么。宋丹记得,当时自己还是一名懵懂的大一新生,对这个专业还是有些迷茫,但她能感受到老师们对环境的热爱。

  宋丹对环境专业真正的兴趣始于一堂导论课,课上,一位老教授说到:“我们是已经老了,但你们就像那早上七八点钟的朝阳,要把这份对环境的热爱接着延续下去。”在后来的学习与生活中,这句话总是让她记忆犹新。

  本科时期是宋丹科研之路的起点。在龙峰老师的一堂课上,宋丹接触到了环境监测这个方向,并且很快进了老师的实验室。

  环境监测,本质上是通过对各种因素数据的监测来对环境质量进行评价,比如水体中的污染物浓度以及食品中病原菌的含量等。环境监测能够及时全面地反映环境质量的现状和未来的发展趋势,从而为污染源控制、环境治理和管理规划等提供科学依据。可以说,生态环境监测是生态文明建设的重要基础,是生态环境保护工作的“顶梁柱”。龙峰老师实验室的研究方向重点则在于环境监测技术的开发和应用,尤其是对于新型检测技术的应用和便携设备的开发,多用于检测各类特征污染物,例如水体中的重金属及农药残留,这完全契合了宋丹的研究兴趣。

  刚接触科研时,宋丹从读文献开始,在图书馆一待就是一天。开始看文献时她的效率很低,整个下午只能看一篇。但是长期坚持啃文献终于让她有所获,通过一点一点地学习,宋丹不断开阔视野,培养科研思维。科研之路纵然漫长也时有回馈,慢慢地,在实验里,看到材料表征和自己想象中的呈现出一样的结果,宋丹的成就感也开始积累,转化为继续开拓的动力。

  以往国内外便携式荧光检测仪器多为单色荧光,使得一个体系只能测一种物质。在宋丹的硕士阶段,导师提出了基于时间分辨效应的倏逝波双色荧光分析仪器的构想。如果能开发出双色荧光的便携式环境监测仪器,便可以实现环境中多指标污染的同时检测。这一想法在国内外都没有先例,可以申请专利。

  对于宋丹来说,这也是一个极具吸引力的想法。她的本科毕设内容为“表面增强拉曼光谱技术检测环境污染物”,但是该技术存在设备价格昂贵、操作复杂等限制。一台仪器有半个实验台那么大,操作起来更是麻烦。她想,如果能做出更便携的检测仪器,不仅能够作为自己的硕士课题,对整个社会的环境监测领域一定也是有帮助的。

  在和导师合作的过程中,宋丹主要负责优化设备中重要的光学元件,例如光开关、单多模耦合器等,然后对仪器性能进行测试,并将其在实际污染物检测中进行应用。对于刚接触仪器设计和开发的宋丹来说,很多东西都要自己重新去学,她一边感到极度的劳累,一边感到极大的满足,就像一块海绵在吸水一般,大量吸收新的知识,掌握新的技能。那些在实验室里埋头做实验的日子恰恰是宋丹进步最快的日子。

  随着在科研之路上的深入探索,宋丹感到越来越热爱自己的专业。对于宋丹来说,埋头做事时,做科研是纯粹的兴趣所在,但抬起头时,却能发现专业和整个社会正在接轨。就这样,在硕士期间,她基于自主研发的设备,建立了水环境中和食品中污染物的并行检测方法,最终她将这一项成果申请专利,拿到了授权。这一台仪器后来一直帮助着实验室的师弟师妹做他们的项目,也为宋丹自己的博士课题打下了基础。

  新冠疫情暴发这一年,宋丹刚完成博士一年级上学期的学习。疫情使得返校遥遥无期,在居家学习的同时,大家都在被新冠肺炎的新闻包围,社区还提醒各家各户做核酸检测。她注意到,现有的核酸检测技术大多为荧光定量PCR技术,为提高检测效率并降低检测成本,社会上也涌现出新型的快速检测技术。宋丹想到了自己硕士时研发的仪器,既然都是做检测,是否可以和病原微生物的快速检测结合起来呢?博士期间,她恰好也想过要不要深入这个领域,做得更好一点。疫情的出现,使宋丹确信,接下来要继续将社会上的需求和自己的专业结合在一起。一方面,新冠病毒引发的疫情是全球正在面临的问题,另一方面,自己也有相应的知识储备与硬件基础。如果能用自己的仪器和方法发展病原微生物的快速检测技术,一定是一个非常有研究意义且有创新性的方向。通过和导师多次交流讨论,宋丹便定下了自己的博士课题。

  科研就是不断拓展自己的边界,持续学习的过程。在宋丹提出自己的博士研究方向之前,课题组对于病原微生物的检测主要基于生物识别元件,如抗体和核酸适配体,对完整细菌进行检测,并没有涉及到病原微生物的核酸检测。无论是核酸提取还是PCR技术,在组内都是没人做过的实践,很多东西都需要她自己去摸索。作为生物前沿技术,身边也未曾有人接触过宋丹博士课题的核心CRISPR/Cas传感技术,她也要从基本原理开始一点点学。在进行审稿意见回复的补充实验中,DNA电泳技术对她来说是完全陌生的。宋丹感到有压力,但她坚信学会就是本事,于是她辗转多个课题组学习,深夜借用别的实验室设备进行表征,终于在多次失败后获得了成功的结果。

  失败是科研过程中的常客,要坐得住冷板凳,才能守得云开见月明。宋丹曾因为ELISA实验的最后一步失误,导致整个实验失败,也曾因为一个小问题,耽误了一周的进度。对宋丹来说,对科研的单纯的兴趣是无法支撑她做完这个项目的。在碰到挫折时,抬起头,看看研究本身对社会的意义,即使实验受挫,也觉得没什么。付出和坚持才能获得收获,想想自己的目标和坚持,睡上一觉,第二天醒来就又是“一条好汉”。

  一开始,做科研仅是出于宋丹个人的兴趣和热爱,但是,随着在这条路越走越远,她也在逐渐地对这个社会带来自己的影响。博士的某一天,宋丹收到了专利授权书,自己的科研成果对社会的反哺就像是一个惊喜,那种满足充盈着宋丹的内心。

  对于宋丹来说,“意义”这件事很重要。人生需要有意义,做一件事也需要一个站得住的意义。单纯的求索者是煎熬的,能反哺社会的科研者是富足的。“科创报国”正是她在漫长的求索过程中,找到的无可批驳的意义。

  殷蔷薇,理学院2019级博士研究生,研究方向为笼目超导和磁性材料的探索制备和物性研究。曾获博士生国家奖学金、京东特等奖学金、理学英才—科研发表专项奖学金、学习优秀奖学金、一等学业奖学金和三好学生荣誉称号等奖励荣誉。硕博连读期间,共发表SCI研究论文41篇,其中(共同)第一作者11篇,包括6篇A+刊、5篇A刊,4/11被标记为高被引论文;曾担任班级团支书;积极参加红十字会无偿献血活动、支教活动等。

  殷蔷薇是来自中国人民大学理学院物理学系雷和畅教授组的一名博士研究生,在博士期间为新型材料的发展做出了突破性贡献。殷蔷薇主要进行AV3Sb5 (A=Rb、Cs)系列Kagome化合物的探索制备和物性研究。Kagome lattice 即笼目格子,主要由三角和六边形格子在2D空间相互连接而成,在过去的三十年有很多研究。尤其在绝缘体系统中,三角格子放上反铁磁相互作用后,第三个自旋无论向上还是向下都无法完全满足能量最低原理,此时系统就会产生几何阻挫效应,继而导致很多新奇的磁现象,同时Kagome晶格的能带结构上也存在一些非平庸的拓扑性质。殷蔷薇研究的AV3Sb5化合物就是能把两者结合的一种新型关联拓扑体系。

  新材料的生长相当于在无人之境寻找出路,许多时候无前路可借鉴,必须靠自己一点点调整,一步步摸索。

  殷蔷薇花费大概半年时间生长了接近200批次的样品最终成功合成测试所需的高质量单晶RbV3Sb5,然后经过连续一周的高强度物性测量和高效率数据分析,最终成功发现材料存的电荷密度波和超导电性,并成功发表全球首篇报道RbV3Sb5单晶物性的文章,文章也在发表后不久被同时标记为SCI高被引和热点论文,按照相关规则受到引用的次数已将其归入其学术领域中最优秀的1%和0.1%之列。这一研究成果被拥有70余种科技期刊的IOP出版社授予2022年“中国高被引文章奖”,位列最优秀的1%之列;同时该文章还被选为CPL2022年度最有影响论文,CPL是中国物理学界最有影响力的期刊,也得到国际的广泛认可,彰显着中国基础科学的蓬勃发展,殷蔷薇团队把文章镌刻在了祖国的大地上。

  之后殷蔷薇所在团队以此为基,利用化学元素掺杂或者替换以期探寻更有趣的材料体系。他们历经十个月的探索制备发现了两种新型V基Kagome金属材料CsV6Sb6和CsV8Sb12,在更新Kagome材料数据库的同时,也为探索基于Kagome晶格的关联拓扑材料提供了重要的实验积累,相关研究成果发表在CPL上。

  殷蔷薇的科研道路并非一帆风顺,从最初近三年科研零产出到后来的“疯狂输出”,她总结自己的经验为“专注眼前,厚积薄发”。在殷蔷薇看来,做学术研究不能急于求成,必须沉得住气。科研需要时间熟悉流程、积累经验,机会往往留给有准备的人。只有达到了足够的前期积累,才能够摸索出新材料的生长条件,在碰到新材料时才能抓住机会。

  在没有产出的时候,殷蔷薇专注于眼前,只把眼前的每一件事情做好,做该做的事。她认为,焦虑未来的事情只会徒增烦恼,降低自信,要学会与内心的自己的和解,允许失败。虽然跌跌撞撞,但只要脚踏实地,总会在人生的旷野中找到自己的答案。

  在殷蔷薇的笔记本上一共记录了1200多种材料,其中大多数都以探索失败告终,在绝望无助之时,她坚信只要深耕总会有所收获,同时她有充足的心理预期,不畏失败。

  基于坚定的信念,殷蔷薇一点点调试元素的种类和比例,调试生长的温度和时间,从一次次失败里汲取教训,优化工艺。在n次失败后n次重来,循环往复,殷蔷薇最终得到了理想的结果,她于2021年发表人生第一篇第一作者研究论文:Superconductivity and Normal-State Properties of Kagome Metal RbV3Sb5 Single Crystals,为相关领域研究做出突破性贡献。

  殷蔷薇在博士期间主要进行基础科学研究,她探索的新型材料距离应用还有很长一段路要走。在理想状态下,殷蔷薇的研究最终将应用到半导体等集成电子器件中。在未来,殷蔷薇将继续在半导体行业发光发热,她决定投身于芯片制造,将自身所学运用到实际中。

  从基础科学研究转移到实践拓展,殷蔷薇称自己的选择实际上是个人情怀向实业兴国的转变。在她看来,当前国家的芯片制造正处于“卡脖子”阶段,而国家如果发展高新技术,芯片制造是必须要攻克的难关。因此她希望投身芯片制造业,与众多有志之士共同成为高新技术发展攻坚克难的一份子。

  在未来,她希望自己可以把在校园培养的软实力发挥到芯片研发工作当中,同时也能在实践中学习一些“硬本领”,将书本上学到的专业知识与芯片制造结合起来,最终成长为一名芯片行业的技术骨干。对于殷蔷薇来说,只要自己未来继续兢兢业业,做好每一件事情,即使只是对于行业发展略尽绵薄之力,对于社会稍有正向作用,也是值得开心和骄傲的事情。

  涓涓细流汇成海,点点纤尘积就山。一个个坚实的脚步终会走向梦想的答案。愿我们即便不能成为巨浪,也要有奔涌向前的勇气,向着海的方向,做一朵奔涌的浪花。

  青年当立凌云志,报国常怀赤子心。让我们以先进为榜样,勇攀科技高峰,在服务国家高质量发展大局中书写属于中国研究生的青春华章!@中国社会科学院大学研究生下一个科创报国故事,由你们讲述!


标签:环境工程

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