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清华博士生上台“讲学”

科技日报 2002年11月20日

  11月13日晚,清华大学理学院报告厅的报告会给清华学子带来一个不小的惊喜―――“碳纳米管长线的制备以及应用”、“碳纳米管-碳范式的转换”、“过渡金属氧化物一维纳米结构液相合成及表征”、“碳纳米管的大规模制备及过程研究”、“多种一维纳米异质结的制备”―――见到这一个个追踪纳米科技前沿的题目,你也许不会想到站在讲台上向大家讲学的并不是院士、教授等学术权威,而是一批年轻的清华博士生。

  今年5月和10月,机械系博士生朱宏伟和物理系博士生姜开利分别在著名的《科学》和《自然》杂志上,以第一作者身份发表论文,其成果表明清华大学在纳米科技研究方面已处于世界前列。请这些同学上台“讲学”,诠释缤纷的纳米世界,这一创意一提出,立即得到广泛呼应。于是,由物理、机械、化学、化工、材料五系发起,并由五系的研究生团总支与校研究生团委联合主办这场“清华大学纳米科学与技术博士生报告会”。

  在电镜下像头发丝但实际上只为头发丝五万分之一细的碳纳米管,是一种具有独特结构的一维量子材料。由于具有独特的电子结构和物理化学性质,从1991年它被日本科学家发现之后,一直是世界各国科学家关注的对象。它是未来从地球到月球的“天梯”的制备材料;如果能用碳纳米管开发出集成电路,中央处理器的主频将获得前所未有的提高;用碳纳米管线制成的织物坚固得可以做防弹背心……这些设想无比美好,然而怎样实现一维纳米结构如碳纳米管的可控和大批量的生产,仍然是前瞻性的世界课题,也是清华纳米科技研究的一个热点。

  姜开利、朱宏伟、王训、余皓、罗俊这五位分别来自物理系、机械系、化学系、化工系、材料系的博士生,从不同学科的角度,带领大家探讨了一维纳米结构的制备,向大家介绍了在未来有可能触及的美丽而魅力无穷的纳米世界。“爱迪生在发明电灯泡的时候,是用日本竹做的灯丝。用碳纳米管线,我们将来可以做成灯丝,它将电能主要转化成光能,大大提高电能的利用率,这是现在所用的钨丝所不能比的……”姜开利同学深入浅出的解说,引起了大家浓厚的兴趣。能否在常温下生长出碳纳米管?能否实现单个碳纳米管的克隆?姜开利在报告的结尾,为大家提出了几个开放式问题,又给大家留下了深深的思考。

  而朱宏伟同学则认为,任何一个问题的解决,都会打开一扇通往多彩的纳米世界的大门。他说,“如果能解决大批量的单壁碳纳米管生长的定向性,就能在实际应用中充分发挥它的特性,也就离我们的应用目标很近了。”

  虽然王训同学在报告中的研究对象不是碳纳米管,而是锰、稀土等过渡金属的氧化物,但他还是认为他们几个人的研究是殊途同归,相互也必会有所启迪。“我们有着不同的专业背景,但是无论我们采取的是那种方式,都是在力图用一种最为简便的方法,寻找到一种最为可用的一维纳米结构。”王训如是说。

  在报告会上,几位年轻博士生的研究思路和方法,成为除纳米之外大家关注的另一个焦点。化工系余皓的两点心得颇耐人寻味:“我想说的是,如果我们工科的学生有足够的敏感性,把我们的工科背景带到世界前沿学科中去,会形成独特的格局,收到意想不到的效果。此外,很多科学问题都错综复杂地纠结在一起,表现为工程问题。如何在工程问题的背后发现隐含的科学问题,从工程问题中提出科学问题,不失为一种创新性研究的思路。”

  罗俊,这位年仅23岁的材料系博士生最后出场。他做了一个全场最为简短然而给人印象深刻的“多种一维纳米异质结的制备”(具有不同导电性能的一维纳米结构的连接点的制备)的报告。他的研究心得简单明了:“必须站在前人的肩膀上,既将已有的成果消化吸收,再根据应用基础研究寻找新的领域,提出问题,并做别人没有做过的事情。”

  在进入博士生研究之前就痴迷于纳米世界的姜开利,形容自己是“一台有386中央处理器、16兆内存和 L inux操作系统的老式计算机”,学习一直是中等。他说自己就是“在座的各位都可以‘比我学得好’的明证”。是什么促使这样的一台“老式电脑”运转得如此良好?

  姜开利说:“我要感谢清华大学与物理系的培养,这不是套话。良好的学术氛围催人思考,清华的图书馆给我的研究提供了土壤,有一段时间每周三下午的院士论坛我每场必到……现在我们的网络建设也很出色,很多学术上的动态和资料我们都能和国外同步知晓。物理系的很多老师都给过我精心的指导―――吃‘百家饭’的成长经历,给予了我易于研究新问题的能力。”

  据了解,近几年清华大学重点抓了博士生的培养质量,围绕博士生培养中“创新”和“质量”两个主题,采取了几项颇见实效的措施,如:严格新导师上岗资格和博导招生资格的审查,建立学术水平高、治学严谨的高质量导师队伍;陆续启动了“博士生导师基金”、“博士生科研创新基金”、“优秀博士学位论文奖励基金”、“博士生国际学术交流基金”和“博士生网络基金”,设立博士生培养系列基金,激励博士生创新;作为营造学术氛围活动之一的“博士生学术论坛”已经举办了20多期;力邀世界级高水平学者来校讲学、报告,到目前已有30多位诺贝尔奖获得者来校讲学;每年要派研究生100多人次出国参加国际学术会议。

  作为此次活动的后续,清华大学校研究生团委还将举办校内博士生学术论坛以及学术沙龙活动,纳米科技仍将作为其主题之一继续推出。题图为用碳纳米管线做成的碳纳米管灯丝。


(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2002-11-20]
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