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我们“在一起”点亮材料之光

——记国家自然科学奖一等奖获得者董宇平及其科研团队

供稿: 党委宣传部 王朝阳 摄影: 材料学院 编辑: 马瑶
(2018-03-12) 阅读次数:
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国家自然科学奖一等奖获奖项目北理工团队师生合影

  2018年1月8日,在人民大会堂举行的2017年度国家科学技术奖励大会上,“聚集诱导发光(AIE)”项目荣获国家自然科学奖一等奖,这个分量十足的奖项,由香港科技大学、浙江大学和北京理工大学合作完成。

  “聚集诱导发光(AIE)”概念由中国科学院院士、香港科技大学讲座教授唐本忠在国际上首次提出,这一开创性的创新成果,为国际材料学研究打开了全新的领域。作为该项目的第三获奖人,来自北京理工大学材料学院的董宇平教授,凭借自己的勤勉与创新,为这一中国人的原创性科技成就做出了一份北理工人的贡献。

  1994年参加工作至今,董宇平在北理工的科研生涯已有24年,作为有机功能材料课题组学术带头人,面对获奖,他谦虚而言:“我和课题组的同事们,在北理工,一起找到共同的科研志趣,一起培养优秀的学生,一起创新奋斗,‘在一起’的感觉让我们很幸福,获奖的荣誉属于我们每个人。”

 

  志趣相投,点亮世界前沿的“材料之光”

  

 聚集诱导发光(AIE)材料

  发光材料是材料科学的重要研究领域,但传统有机发光材料存在“聚集导致发光猝灭(ACQ)”效应,也就是分子在聚集状态下,会出现发光强度减弱甚至完全消失的现象。这一瓶颈的存在,极大地限制了传统有机发光材料的应用。然而,香港科技大学唐本忠院士关于“聚集诱导发光(AIE)”材料体系的原创性研究则打破了这一“阿喀琉斯之踵”。“聚集诱导发光(AIE)”材料实现了分子越聚集,材料发光越强。“AIE材料是中国科学家为世界材料科学研究开辟的一片全新领域,这也意味着有大量的研究需要去开展,只有瞄准世界科技前沿,才能大有作为。我和我的伙伴们,在这个前沿领域上志趣相投。”董宇平微笑着介绍道。

  “志趣相投,让我们走到一起”,这个观点在北理工有机功能材料课题组中高度统一。董宇平和佟斌两位“60后”教授、石建兵和支俊格两位“70后”副教授与蔡政旭这位“80后”特别研究员,在北理工浓厚的科研氛围里,带着不同的研究背景和相同的研究兴趣,他们走到一起;瞄准世界材料科学前沿,在北理工“矢志一流”,他们理念一致。

  说起团队聚焦AIE研究,离不开董宇平在学校支持下,赴香港科技大学唐本忠院士团队的访学收获。在港科大,董宇平对AIE的理解不断加深,结合自身研究基础,打开了一个“生机勃勃”的全新研究领域。之后,有机功能材料课题组的成员们,也在董宇平的带领下,投入其中,成果丰硕。

  “在开展AIE研究之前,我们课题组的研究方向是染料敏化太阳能电池。在唐本忠教授发现具有AIE性质的六苯基噻咯衍生物以后,我们就一直思考能否替换其中的硅原子,所产生的新衍生物是否还具有AIE性质,能否不断丰富具有AIE特性化合物的种类等问题。深化这一中国的原创性科学发现,北理工的科研工作者应该有一种使命感。”董宇平这样分享。

  在研究中,北理工团队基于对叁键化学的研究基础,利用炔-炔偶联反应和改进的Schulte-Reisch反应,合成出了具有AIE性质的多芳基吡咯衍生物,伴随着更为深入系统的研究,团队成员的兴趣愈发浓烈,也逐渐将工作重点调整到原创性AIE材料研究上。

  在发展新材料的基础上,董宇平还带领团队积极探索AIE材料潜在的应用价值。对此,博士生陈笛笛深有感触。2015年,陈笛笛正在利用具有聚集诱导荧光增强特性的荧光分子从事细胞新陈代谢过程研究,“当时,董老师要求我一定要用AIE材料进行癌细胞和正常细胞共培养检测,并强调这对癌症诊断治疗具有积极意义”。正是在导师的指导下,利用AIE材料特性,陈笛笛发现了癌细胞与正常细胞共培养状态下存在双向通路,她的系列研究成果对癌症的早期诊断和设计新的药物靶向分子具有重要意义。

  凭借着共同的科研志趣和倾心投入,近几年,董宇平和团队师生们围绕AIE新材料研究及应用取得一系列成果,并积极探索研究成果在爆炸物点亮型检测、生理环境中特定蛋白质定量分析等方面的转化应用。

 

  培养人才,让学生“在圈中独舞”

课题组研究生在开展实验操作

    “徐特立奖学金是北理工最高奖学金,第一位获得特等奖的本科生韩婷就是我们课题组的学生!”佟斌教授自豪地介绍着团队中的得意弟子。韩婷大一时就进入团队参与科研,本科毕业后,又在董宇平教授的引荐下,前往香港科技大学攻读博士学位。  

  “高校的核心使命是立德树人,人才培养是中心工作……,而把握核心使命归根到底是提高人才培养质量和提高科技创新能力水平。”北理工党委书记赵长禄一次接受新华社记者采访时曾这样谈道。可以说,董宇平所带领的团队,始终把培养优秀人才作为共识和要务,用实际行动,诠释了北理工对立德树人核心使命的把握,不仅理念明确,也逐渐探索出了一套具有团队特色的科研育人好方法——“画圈跳舞”,将培养学生自主创新意识和独立思考能力作为重点。

  团队教师支俊格把为学生确定基本研究方向比喻为“画一个大圈”,而学生的自主研究则是“在圈中独舞”。另一位团队教师蔡政旭这样解释:“画一个圈,留点白,既保持了主要研究方向,也是鼓励学生结合兴趣,发挥主观能动性,这样不仅有利于释放学生的创新潜力,还能教学相长,更有利于团队拓展研究的深度与广度,不断实现自主创新的突破。”

  2004年,董宇平从香港科技大学访学归来后,就借鉴香港科大化学系培养本科生的教学理念,为刚升入大三的本科生在小学期开设了一门名为《材料科学研究技能培养》的课程。利用四周时间,董宇平邀请材料物理与化学系的每位老师为学生列出一批研究题目,学生根据兴趣自主选择题目,并加入到不同的研究团队中。在课程结束后,要求学生仍要利用课余时间继续参与科研,鼓励将研究坚持到毕业设计阶段,旨在通过这个过程推动学生理论与实践结合,加深对基础知识的理解,有效提升研究能力和实验技能。

  带着这样的理念,多年来,董宇平带领团队在引导本科生进入实验室方面“不遗余力”。对进入课题组的本科生,董宇平不仅与学生积极讨论研究思路,还非常强调研究生对本科生的指导带领作用。团队中的本科生许卫权说:“我们刚进组时,就会有研究生师兄、师姐‘一对一’传帮带,他们非常尽心,董老师的这门课程和课题组的学习研究经历,让我获益匪浅。在掌握基本的方法后,我们就会慢慢独立开展研究。去年,我就自己独立合成了一种新结构化合物,并对其做了性能研究。通过这一过程,我不仅学到了太多课本以外的知识,更是直观感受了如何能更好地从事科学研究。”

  已经是一枚北理工“青椒”的冯霄更是体现着导师董宇平人才培养观。冯霄不仅本科起就参与到团队的研究中,博士期间,在导师董宇平的推荐下,他赴日本分子科学研究所学习。毕业后,董宇平又推荐他留校,加入化学化工学院青年学者王博教授团队。

  “培养人才,就要爱护和尊重人才的成长。”佟斌是这样评价的。没有一流的本科,就没有一流的大学,在董宇平看来,本科生的思维非常活跃,就更要投入精力培养他们,鼓励他们做前人没有做过的研究,帮助他们产出创新研究成果,并打牢基础。

 

  团结协作,对我们来说“在一起”很重要

课题组教师合影

   “我们的教师办公室不大,由于紧邻实验室,经常有各种化学气味直接从楼道或窗户里钻进来。”但是当被问到是否愿意把办公室搬至别处时,董宇平的回答却是否定的。“自然科学离不开做实验,而化学实验更是其中的典型代表,不仅安全要求高,而且结合实验过程随时讨论指导更是必不可少,因此我们教师就是要和学生、和实验平台、和实验结果在一起。”对于董宇平和他的团队来说,“在一起”很重要,科研工作需要有组织开展,科研团队实力和竞争力的提升必须要团结协作。

  “在一起”既是相互帮助,更是为青年人成长搭桥铺路。谈起团队里对青年教师的帮助,教师石建兵表示“没有什么特别之处,功夫都在平时,大家都在一起嘛!”他接着说:“我是2009年入职,作为新人,科研条件还很薄弱,但是董老师和组里其他老师慷慨的为我提供资金和设备支持。刚入职时,我还不太会申请项目基金,每当遇到问题,就会向邻桌的佟老师、董老师请教,他们也总是不厌其烦地为我答疑解惑。”教师“在一起”、师生“在一起”、办公室与实验室“在一起”,这已经成为了团队的一种共识,也成为一种文化。

  董宇平团队每周都会举行一次大组会,团队所有师生都要参加,组会不仅是总结工作、交流学术和碰撞思想的“盛会”,更是团队“集体导师制”的重要工作制度。佟斌说:“我们课题组不分是你的学生,还是我的学生,只要是在有机功能材料课题组的学生,那就是大家的学生,每位老师都会倾心指导的。”

  讲凝聚、讲协作,在董宇平的团队中,不是口号,而是行动,更是制度——研究课题统筹安排,研究任务统一布置,研究资源统一调配,研究生统一指导。正是在这样团结协作的氛围下,传承学校“延安根、军工魂”的红色基因,团队形成合力,精神状态饱满,孜孜不倦,砥砺前行,攻坚克难,在材料科学研究领域,成绩斐然,成果不断。

 

  一个个优秀的科研团队,正是学校奋力前进的一个个基本动力单元。在其中,人才得以培育,成果得以孕育,文化得以传承创新。建设中国特色世界一流大学,为北理工的优秀科研团队点赞!


(审核:王征)

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