“追逐夢想的道路充滿著困難和挑戰(zhàn),而唯有敢于面對,持之以恒,方可一直前行,到達終點?!?/p>
2016年8月22日,第十屆“中國青少年科技創(chuàng)新獎”頒獎大會在人民大會堂舉行,我校材料與工程學(xué)院2012級材料物理專業(yè)學(xué)生熊方宇手捧沉甸甸的獎杯,對著鏡頭靦腆地笑了。當事后問及他當時的感受,這個1994年出生的大男孩笑了笑說,雖然有些激動,但更多的是平靜,“獎杯的獲得是對自己本科四年的肯定,更覺得是一種責(zé)任,科研之路還很長,我要繼續(xù)努力?!?/p>
師兄引路 走進科研
“小時候就想做個科學(xué)家,并且我對材料比較感興趣,想在材料領(lǐng)域做出一點成績來?!?012年,對大學(xué)校園滿懷憧憬的熊方宇進入我校材料科學(xué)與工程學(xué)院材料物理專業(yè)學(xué)習(xí)。
一開始,面對嶄新的大學(xué)生活,熊方宇對未來很迷茫,不知道自己將來去向何方,做怎樣的事,成為怎樣的人?!懊悦J菚簳r的,真正給我動力的是趙云龍師兄?!?/p>
2012年9月的新生開學(xué)典禮上,熊方宇看到了優(yōu)秀學(xué)子事跡介紹,他一眼就看到了師兄趙云龍事跡的展板,認真閱讀師兄的科研事跡后,他被深深地震撼了——原來本科生也可以在科研中取得了不起的成績。一個月后,在學(xué)院的優(yōu)秀學(xué)子報告會上,熊方宇終于見到了趙云龍師兄本人。在報告會上,趙云龍講述了他如何進實驗室,投身科研,最終發(fā)表了高水平學(xué)術(shù)論文,在國家競賽大放光彩的科研經(jīng)歷。趙云龍的科研經(jīng)歷和對科研的見解和建議,喚起了熊方宇兒時的夢想——成為科學(xué)家。熊方宇問自己:“本科生也能在科研中做出一些成果,確實了不起,同是本科生,師兄能做到的,我為什么就不能呢?”
帶著這份信心,熊方宇明確了自己的方向。大一的專業(yè)導(dǎo)論課上,熊方宇第一次接觸納米材料。那堂課上,麥立強老師為學(xué)生講述奇妙的納米世界。納米世界的大門就這樣在熊方宇面前打開,促使他去追尋、去探索納米世界的秘密。巧合的是,麥老師是趙云龍師兄的指導(dǎo)老師,他在心里暗暗發(fā)誓,自己一定要進入麥老師課題組學(xué)習(xí)。
熊方宇從輔導(dǎo)員處得知,學(xué)校為提高本科生創(chuàng)新能力,推行“導(dǎo)師制”培養(yǎng)模式,學(xué)生在本科期間可以申請一名指導(dǎo)老師,并參與導(dǎo)師的科研實驗。大一下學(xué)期,熊方宇毛遂自薦,從幾百名競爭者中脫穎而出,通過導(dǎo)師面試環(huán)節(jié),進入了武漢理工大學(xué)-哈佛大學(xué)納米聯(lián)合重點實驗室麥立強老師的課題組。在麥老師的指引下,熊方宇開始在納米儲能材料上做研究,走上了科研這條艱難又充滿挑戰(zhàn)的道路,開啟他追逐夢想的旅程。
天道酬勤 執(zhí)著創(chuàng)新
2013年4月,熊方宇進入實驗室學(xué)習(xí)。剛進實驗室,熊方宇做的都是打下手的活兒。刷洗燒杯、配置溶劑等基本功是每天的功課?!按笠荒菚?,我們住南湖,實驗室在西院,每次走過來都要近一個小時,在實驗室主要是洗燒杯之類的活,很多同學(xué)放棄了,但熊方宇卻覺得是樂趣,每天堅持,暑假也如此?!笔矣讯卧K膳宸芊接畹膱?zhí)著。重復(fù)基礎(chǔ)的工作之余,熊方宇在實驗室安琴友師兄的帶領(lǐng)下學(xué)習(xí)相關(guān)實驗操作,從納米材料的合成、表征,到電極片的制作和電化學(xué)性能測試等。
與此同時,熊方宇從閱讀相關(guān)領(lǐng)域的文獻開始,逐步學(xué)習(xí)納米儲能材料的基礎(chǔ)知識。因為大一還沒接觸專業(yè)課,加上文中有許多專業(yè)英語單詞,這些專業(yè)性極強的論文對他而言如同“天書”。熊方宇沒有被這些困難嚇倒:單詞不懂,就一個個查詞典,不斷推敲最恰當?shù)淖g意;專業(yè)知識不懂,就從零開始,閱讀入門的專業(yè)書籍,尋求答案。
經(jīng)過半年多時間的學(xué)習(xí),熊方宇不再是什么也不懂的門外漢,對論文的閱讀也不再艱難,實驗操作開始變得得心應(yīng)手,學(xué)會了科學(xué)研究的基礎(chǔ)方法。
2013年暑假,在一次科研小組會上,安琴友師兄帶著幾個本科生進行文獻學(xué)習(xí)。在討論論文時,安琴友提了一句,可以嘗試一下用論文中的方法合成五氧化二釩多孔納米棒。別的同學(xué)只是聽一聽就算了,熊方宇卻立即去嘗試了。得知熊方宇經(jīng)過數(shù)十次的實驗,效果都不好,安琴友引導(dǎo)他嘗試別的方法。就這樣,熊方宇獲得了第一個課題,在老師和實驗室?guī)熜值闹笇?dǎo)下,開始實驗研究。
熊方宇的課題是關(guān)于五氧化二釩作為鋰離子電池正極材料的研究。剛開始時,他們合成了五氧化二釩八面體,但是八面體的尺寸太大,達不到所想要的性能。怎樣才能讓材料的尺寸變小呢?熊方宇通過改變反應(yīng)時間、溫度、原料,結(jié)果不是八面體的結(jié)構(gòu)被破壞,就是尺寸仍然大,均以失敗告終。
面對一次次的失敗,熊方宇沒有氣餒。他提出:“既然我們不能改變它的大小,為什么我們不能換一種思路,改變一下它的結(jié)構(gòu)呢?”在與老師和實驗室同學(xué)討論后,熊方宇決定轉(zhuǎn)變思路,計劃在八面體上構(gòu)筑多孔結(jié)構(gòu)。
新的嘗試開始了,那段時間,熊方宇壓力很大,既要面對繁重的課程,又要經(jīng)受實驗失敗的痛苦。經(jīng)過兩百多次的嘗試與失敗,多次調(diào)節(jié)煅燒過程的參數(shù),熊方宇實現(xiàn)了多孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑,并發(fā)現(xiàn)了煅燒溫度與多孔結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)律。測試結(jié)果如他們所預(yù)料,這種類似于被蟲蛀了的八面體,作為鋰離子電池正極材料,電池充放電500次后容量為首次充放電的百分之九十五以上,而使用商業(yè)化塊狀材料的電池則低于百分之五十,大大提升了鋰離子電池的循環(huán)壽命。
隨后,熊方宇和他的課題組成員對多孔八面體進行了更深入的研究?;谠擁棾晒暾埩艘豁棁野l(fā)明專利,撰寫的論文經(jīng)過一次拒稿、兩次修改后,發(fā)表于國際知名刊物Nano Research上。
這一過程讓熊方宇深深地體會到“做科研,就要學(xué)會堅持和不怕失敗?!泵恳豁椏蒲谐晒澈蠖加兄砂偕锨Т蔚膰L試和失敗,但也充滿著刺激,也許下一次嘗試就是想要的結(jié)果。
科研之路 不言放棄
一個課題的完成并不代表結(jié)束,而是一個新的開始。每天去實驗室逐漸成為熊方宇的習(xí)慣,晚上十點以后才回宿舍已成家常便飯,有時甚至為了節(jié)約時間睡在實驗室?!八貏e能吃苦,任何時間給他電話,他都在實驗室,周末、假期都是如此。”材料學(xué)院團支部書記田仕說道。
熊方宇的“有心”給實驗室安琴友老師留下了深刻印象,而他在科研上花費的大量時間精力也讓安琴友感動,“很多時候,我早上七點前到實驗室,就看到熊方宇背個書包從實驗室出來去上課,作為師兄、作為老師這種科研精神讓我感動”。
熊方宇對科研,從迷茫到感興趣,再到堅持,一步步深入,在科研的道路上從來沒有放棄過,他堅信:科研之路,永無止境。三年多來,熊方宇不斷克服困難,迎接挑戰(zhàn),相續(xù)完成電極材料的多個實驗研究。在實驗研究的基礎(chǔ)上,他在Advanced Energy Materials等國際知名刊物上發(fā)表了4篇論文,并申請了2項國家發(fā)明專利。期間,熊方宇所在的本科生團隊——武漢理工大學(xué)新型納米儲能器件團隊也獲得了大學(xué)生“小平科技創(chuàng)新團隊”的稱號。
2015年,基于大二、大三的一系列研究成果,熊方宇參加了湖北省第十屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽,獲得特等獎并入圍全國決賽。在精心的準備和多次模擬答辯練習(xí)后,終審答辯環(huán)節(jié)熊方宇淡然地面對評審專家的多次提問,他的團隊最終獲得第十四屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎。其參賽作品《釩系自緩沖納米電極材料的設(shè)計構(gòu)筑及儲鋰機制原位分析》也為其所在實驗室的合作企業(yè)——武漢理工大學(xué)力強能源有限公司推進高性能釩系電極材料的實際應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。
當大家贊嘆他的成績時,熊方宇卻強調(diào):“我所取得的成就,與實驗室的老師和同學(xué)密不可分,當我遇到解決不了的困難時,老師會耐心地為我解答,當我遭遇失敗時,他們會在我旁邊給我鼓勵……在科研路上,我的團隊就是我的導(dǎo)向標,是這個團隊對我一次次的協(xié)助與鼓勵,讓我一次次取得成功?!?/p>
如今,熊方宇已成為我校2016級材料科學(xué)與工程專業(yè)研究生,并獲得直博資格。他深知,自己和趙云龍師兄還有很大差距,不忘初心,在納米儲能材料上,他的科研之路才剛剛開始。
評論:“博觀而約取,厚積而薄發(fā)?!比甓鄬嶒炇业奶剿鳎瑹o數(shù)個日夜的堅守,在科技創(chuàng)新路上,熊方宇一步步踏實向前。對科研的執(zhí)著、對夢想的追求使他敢于面對困難與挑戰(zhàn)、失敗和挫折,不拋棄、不放棄,在科研路上,熊方宇和他的團隊懷著質(zhì)樸的科研夢,用青春的激情和活力點燃夢想,永無止境,一路前行。