科學是不同國家間溝通的共通語言 ——記“江蘇省榮譽居民”稱號獲得者、格萊特納米科技研究所所長哈羅德·富克斯教授

          時間:2019-05-30 09:42 來源:南理工 瀏覽數:2015

           

          走進哈羅德·富克斯的辦公室,獨特的家具陳設方式令人印象深刻??晒?人座談的沙發,兩張面對面擺放的辦公桌緊挨著會議桌?!斑@樣我們可以隨時和其他人交流討論?!备豢怂菇榻B道。實際上,在不久后即將完全投入使用的材料科學研究中心,也幾乎處處都體現了他對“溝通交流”的執著。除了每層樓的走廊都設有沙發、桌椅之外,還安裝了“通告欄”,“師生可以隨時隨地交流、記錄靈感?!?/span>

          自2012年10月格萊特納米科技研究所在學校成立以來,富克斯每年大約有3個月的時間在中國度過。出身德國的他不僅在納米科技領域頗有建樹,培養了大量優秀青年人才,更以自身行動促進了我校與德國的交流合作。近日,繼獲頒“江蘇友誼獎”后,富克斯被授予“江蘇省榮譽居民”稱號,這是江蘇省授予外國友人的最高榮譽。

          “非同尋?!钡摹翱缃纭笨蒲新?/span>

          由于高中時代就對物理頗為傾心,進入德國薩爾大學后,他選擇了理論物理作為自己的主攻專業。碩士期間,醫學院有團隊開展針對人腦的新型實驗,并在校內招募有電腦編程經驗的學生,彼時的富克斯對物理之外的實驗興趣濃厚,便主動報名參加。轉而從事生物醫學和生理學研究的一年半時間里,他“邂逅”了生物納米結構,直至今天,這依然是他的主要研究方向之一。跟隨國際納米材料屆的權威,赫伯特·格萊特教授讀博期間,富克斯主要基于電子顯微鏡開展金屬納米粒子的制備及其行為研究,當時一篇論文極大地引起了他的注意,IBM公司在瑞士的研究中心提出了一種全新的材料表征技術,用一根金屬探針看到平整表面的原子結構,即STM(掃描隧道顯微鏡)。他當即決定放棄去往美國哈佛大學開展博士后工作的機會,動身前往瑞士,開始為期1年的博士后項目工作,在G.Binnig教授和H.Rohrer教授團隊參與搭建STM,后來兩人憑借此項成果獲得了1986年的諾貝爾物理學獎?!澳鞘且欢畏浅>实臅r光,STM是全新的方法,非常有挑戰性,沒有人知道它能否成功。團隊在僅1年的時間內就發表了6篇論文,取得了很多成果。我們第一次看到了石墨表面的原子結構,從原子尺度上觀測到了氧原子在表面上的移動。除了圖像信息外,還獲得了電子態的信息,使人們能夠從原子層級了解界面的電子性質?!闭劦竭@里,富克斯的語氣依舊掩不住興奮。

          博士后項目結束后,富克斯本計劃回薩爾大學繼續從事研究工作,他再次收到了德國BASF(巴斯夫)公司的offer。BASF是世界上最大的化工廠之一,早就對富克斯青睞有加,希望他作為項目負責人帶領團隊開展一項全新的研究——超薄有機薄膜的性質研究。彼時,這一領域的研究在德國工業史上才剛剛興起,就這樣,富克斯又在一個全新的學科領域內開啟了與此前截然不同的一段職業生涯。

          從物理學到生理學、生物醫學,再到納米科學、材料化學,從大學到研究所再到企業,富克斯說自己“非同尋?!钡摹翱缃纭苯洑v并非“有意為之”。經過諸多嘗試,他才逐漸明確了自己“更重視”的研究方向。但富克斯同時強調,無論從事怎樣的研究,都要“知其然知其所以然”?!叭藗兓松习倌甑臅r間去研究鳥為什么會飛,有的人模仿小鳥在手臂上裝上類似翅膀的裝置,但行不通,后來人們才發現,關鍵并不在于上下揮舞翅膀的動作,而是翅膀獨特的形狀產生氣流流動,由此才有了今天的飛機,”富克斯說道,“做科研不能只理解表象,必須深入其原理?!?/span>

          “溝通交流是關鍵所在”

          上世紀80年代,包括富克斯就職的BASF,德國化工行業有三大“巨頭”公司。本應是競爭關系的三家企業,與幾家研究機構共同參與了德國聯邦教育與研究部的一項重大合作項目,主要在一些非市場化的探索性領域開展純基礎科學研究。盡管三家公司各有自己專攻的研究方向,但彼此打破邊界,在無需特別許可的情況下,共享實驗室、實驗數據等資源,實現了緊密合作。3年時間內,共同發表了約300篇論文,申請了約80項專利。由于獲得了各方面的充足支持,1986年,富克斯作為項目小組的負責人,僅用了1年多的時間,就根據他在IBM的博士后工作經驗,為BASF搭建了德國工業史上的第一臺STM,使BASF成為了全世界最早應用諾貝爾獲獎技術的公司?!皽贤ㄔ诳蒲兄杏绕渲匾?,”富克斯說道,“拋開其他背景因素,科研人員之間隨時都樂意就科研進行溝通交流?!痹诟豢怂箍磥?,科學是一門通用語言,因為科學是純粹的,是為人類所公認的真理,所以即便不同國家的科研人員說著不同的語言,但仍能就某個相同的科研領域進行交流。

          1993年,富克斯離開了工作8年的公司,受邀成為了明斯特大學的物理研究所所長,并擔任至今。除了超薄有機薄膜的制備,富克斯開始專注表面在位反應、單分子表面結構與性質等領域的研究。鑒于公司間合作的模式取得了巨大成功,富克斯在大學就任后不遺余力推動合作。1996年,第四屆國際納米科技會議在北京舉行,富克斯受邀參加并做大會報告,這是他第一次來到中國。他參觀了中科院北京真空物理實驗室,“納米科學領域的科研人員已經很擅長研制新材料,但在儀器設備方面相對落后,”富克斯回憶道,“但那時我就確信,中國有很大的發展潛力?!弊源?,富克斯與中國的關系更加緊密。

          2000年,德國北萊茵-威斯特法倫州與中國科學院簽署合作協議,支持雙方互派科研人員交流合作。富克斯教授課題組每年接受中國博士生、博士后、訪問學者、洪堡學者等,截至目前,已有超過60位中國科研人員在他的課題組開展過科學研究。

          2008年,由已是德國科學院、工程院雙院院士的富克斯,與時任清華大學化學系系主任的中國科學院張希院士共同發起的,德國自然科學基金委與中國自然科學基金委的首個大規模國際合作項目TRR61開始實施,項目周期長達12年,經費總額達2000萬歐元。該項目資助來自明斯特大學和清華大學的22個科研小組,合作單位還包括中科院物理所、北京化學所和國家納米科學中心等。

          富克斯教授(左三)在中德第一個跨學科重大國際合作項目啟動儀式上。(引自:清華大學化學系

          “合作的開始就像納米結構一樣小,但隨著溝通交流的擴展,人與人之間的關系會更加緊密,你會逐漸獲得機會、資源等?!备豢怂谷缡钦f。

          格萊特研究所要像納米科學一樣發揮作用

          2012年,受到導師格萊特教授的熱情邀請,富克斯作為首席科學家加盟格萊特研究所,并成立納米自組裝結構團隊。同年,作為發起人之一,他聯合澳大利亞和德國的科研機構,在格萊特研究所成立“納米功能材料研究部”。研究所成立之初,他還親自參與設計和訂購了一套原位超高真空光發射電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡互聯系統,該系統在當時屬國內首套,開拓了研究所在表面物理化學方向的研究。目前,納米自組裝結構團隊已經在材料領域國際知名期刊上發表論文20余篇,撰寫2本專著,并多次在國際、國內會議上做邀請報告。

          富克斯教授在實驗室與團隊師生交流 褚易凡/攝

          今年是68歲的富克斯擔任格萊特研究所所長的第三年,談及對研究所未來的展望,富克斯依舊用他最熟悉的納米科學打了個比方?!凹{米技術不是使物質變得更小,而是調控分子、原子的位置和屬性的手段。它可以廣泛應用于生物、化學、成像等不同學科、不同領域,這也正是格萊特研究所能為南理工做貢獻的地方?!痹诟豢怂箍磥?,格萊特研究所作為一個國際化的科研平臺,不僅可以為學校與國內外相關科研機構、團體之間的交流合作“牽線搭橋”,納米科學的廣泛應用也能夠促成校內外不同學科之間的資源共享,提高科研運行效率,產出更多的引領性原創成果。

          如今,所里擁有6名中外首席科學家和23名全時全職科研人員,共發表SCI論文300余篇,在領域內頂級期刊發表影響因子大于10的論文21篇。連續5年舉辦學術年會,共邀請153位國內外納米材料領域知名學者參會;34人次參加國際學術會議,邀請日本東北大學先進材料研究所、俄羅斯烏法國立航空技術大學先進材料物理研究所、德國卡爾斯魯厄理工學院、香港城市大學、牛津大學等頂尖研究機構40多位國際專家來所訪問交流并做學術報告。

          富克斯教授(中)在在華工作外國專家新春座談會上發言

          在今年1月舉行的在華工作外國專家新春座談會上,富克斯應邀出席并向國務院總理李克強建言。富克斯認為,過去二十年中國在基礎科學研究方面取得了長足進步,但政府仍需在未取得突破的尖端科技領域進一步加大基礎研究投入,促使成果轉化為競爭產品和創新力,這也是富克斯努力的方向。他提出,未來研究所將在已經形成優勢的納米非晶材料、納米結構金屬材料等學科方向基礎上,聯合國內外的優勢力量,進一步交叉融合,凝練和解決材料技術領域中的重大共性基礎問題,在前瞻性、戰略性、前沿性的學科交叉領域開辟新的基礎研究,如生物納米材料,生物化學、生物物理和納米藥物等,進一步提升學校在這些高度競爭領域內的顯示度。

           

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