黄宏文:用好奇“催化”科学研究

时间:2020-05-09 11:25 点击:

2017年,黄宏文入职湖南大学材料科学与工程学院,成为了一名高校青年教师。与其他“青椒”不同的是,黄宏文最初的人生规划并不是做科研而是创业,他笑称:“以前从来没想过自己会做研究。”

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黄宏文(右三)和学生在实验室。

好奇是做研究的原动力

大三时,一心想要创业并已找好实习单位的黄宏文回了趟老家,这次回家成为了他走向科研道路的转折点。当时正值“考研热潮”,黄宏文的高中同学都准备继续深造,这让他重新审视了自己的选择。

和父母商量后,黄宏文匆匆加入了“考研大军”,并顺利考上了浙江大学,师从叶志镇院士,并选择了直接攻读博士学位。期间他赴美国佐治亚理工学院进行博士联合培养项目,师从夏幼南教授。

性格认真的黄宏文在博士课程的学习中也慢慢找到了做科学研究的意义,重新确定了自己的人生目标。解决未知科学的难题极大地满足了他的好奇心,“我在潜心做研究的过程中真正感受到了科学的魅力”。

两位博士导师的悉心教导令黄宏文受益匪浅。黄宏文说,身为国际顶级科学家,夏幼南教授仍然每年都会亲自写综述文章,总结所在领域的研究进展。“这件事让我深有感触,我意识到要做好研究,必须始终站在科学发展的前沿,丝毫不能懈怠。”如今没有特殊情况下,黄宏文每天早晨来到办公室的第一件事,就是打开几大顶级期刊的网站,浏览最新研究进展,这已经成为他的日常生活习惯,“知己知彼,站在最前沿,明确了自己的特色和优势,对自己的研究也就有了更坚定的信心。”

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疫情期间黄宏文与课题组学生就研究前沿动态进行线上讨论。

“黄老师很有学术激情”是很多学生对黄宏文的评价。如何做到始终对学术保持激情?“很简单,就是对未知的科学始终保持好奇心。”黄宏文说。这一点,又得益于他的恩师叶志镇院士的教导。“叶老师是一个极为乐观又富有激情的人,他教导了我很多做人做事的方法,其中很重要的一点,就是他常说的,激情是成功的一半。”从他那里,黄宏文意识到,学术态度是决定能否做好研究的关键品质,正是因为饱含学术激情,使得他对科学研究乐在其中。

深研“价廉物美”的燃料电池催化剂

氢燃料电池是一种利用电化学反应将化学能转化为电能的发电装置,具有能量效率高、环境友好等优势,在新能源汽车领域有重要的应用价值,也是我国科技发展的“卡脖子”技术之一。目前,多个发达国家、车企围绕这一领域展开了科技竞赛,其中的核心研究方向之一是发展高活性与长使用寿命的氢燃料电池电极催化剂。黄宏文就深耕于这一关键领域,他希望通过基础研究的突破,推动产业发展。

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《科技日报》对黄宏文研究成果的报道。

由于材料热力学限制,实现高的催化活性与优异的稳定性从结构上说通常是彼此矛盾的。近期,黄宏文在材料化学领域顶级期刊《美国化学会会刊》上发表最新研究进展,提出利用合金原子间的强相互作用,解决燃料电池中的合金催化剂的高活性与优异稳定性不能共存的问题,研制了高活性与优异稳定性兼容的氢燃料电池催化剂。这一成果的出现,将有望大大降低质子交换膜燃料电池技术的商用成本,推动该类高效燃料电池在电动汽车上的应用。

用独立思考“催化”学生的探究力

幸运得到顶级科学家们教诲的黄宏文,如今更多地在思考如何培养优秀的学生,做一名更好的知识传播者。对于研究生的学术能力培养,态度与独立思考是黄宏文最为重视的两种基本品质,“态度是做任何事的基础,而独立思考则让每个人与众不同。”因此,在指导学生进行课题研究的过程中,他总是有意识地引导学生思考更深层次的科学问题。

有一次硕士生张莉在汇报研究进展时说她最近在分离催化剂时遇到了很“奇怪”的事情,她在利用真空烘箱去除溶剂时,总是发现催化剂最后都溅到了烧杯外面。尽管黄宏文心里清楚原因是什么,但是他并没有急着告诉学生,而是和学生说:“研究当中没有奇怪的事情,背后都有科学的原因,你去搞清楚这是怎么回事。”两天之后,张莉和他说:“老师,我弄明白了,这是两相平衡时的温度和压力之间的关系所决定的,我们的催化剂墨水在真空干燥箱中发生了爆沸现象”。

看似小事,黄宏文是希望通过各种方式培养学生在碰到问题时能够自己去独立思考并解决问题。博士生高磊说:“黄老师总是引导我们去独立思考,例如选课题方面,他总是提醒我们不能随波逐流,要讲清楚为什么要做这个,可以解决什么科学问题,有什么独特性。”

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黄宏文和学生。

黄宏文还积极鼓励本科生早进实验室,将理论和实践联系起来,早日启发更多的科研兴趣。他认为,作为高等教育的起点,本科教育是大学的根和本,是人才培养的重要一环,更是奠定大学生知识、能力、素质的关键一站。在他课题组的研究成果中,出现了不少本科生的身影,“一方面为本科生提供一个平台来证明所学有用,同时也为他们进一步深造打下了基础”,黄宏文说。

上个学期期末发生了一件令黄宏文印象深刻的事情。他负责的本科生《材料物理化学》课程结课时,全班同学突然一起鼓掌向他表示感谢,这让他惊喜之余有更多的感动,“能够得到学生的认可,这比发表高水平论文更令我有成就感!”黄宏文笑着说。

来源:宣传部 材料院

记者:文亦佳

责任编辑:文亦佳

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