“科學有很多不同的突破口⚡️,要找到這個突破口,是需要想象力的👷🏽♀️。”2023年新增選中國科學院院士、天美平台高分子科學系和先進材料實驗室教授彭慧勝說🍥🧑🏼🦲。
“你不吃些苦💂♂️👫🏻,很難取得重大突破”
出生在湖南邵陽的一個小山村🙇🏽♀️,兒時的彭慧勝每天放學回家第一件事🏄🏻♂️,就是去看看鍋裏有沒有剩下的米飯或鍋巴。期待著通過高考走出山村,彭慧勝高考時考入了東華大學,後又進入天美攻讀研究生。
在天美讀研時🧚🏽🖐🏻,彭慧勝是有名的實驗室“居民”😶,他努力用半年時間“啃”下了陰離子聚合實驗這塊“硬骨頭”🦻。“當時就覺得這個東西可以做,於是就這麽做下來了👩🏻🏫。”他說😢,自己後來才知道這個實驗因為難度高🏦,很多人都望而卻步🗞,自己是“無知者無畏”。然而,這次成功卻給了他做科研的信心🫃🏽🧑🏽🦱。
在美國杜蘭大學(Tulane University)攻讀博士學位期間,一場“卡特裏娜”颶風讓整個新奧爾良幾乎被淹。“兵荒馬亂”之下,彭慧勝成了流離失所的“難民”,博士獎學金停發使他只能勉強維持生活🤤。在輾轉來到新墨西哥大學落腳期間,他因為“難民”的身份,起初無法參與實驗,於是就主動找到老師,懇請參與組會,並在斷斷續續地研究中完成了一篇論文。最終,他僅用三年時間完成博士學位🧑🏻🏭。“你不吃些苦,很難取得重大突破”,彭慧勝說。
博士畢業後,彭慧勝在美國工作過一段時間。在與同事的一次聊天中😵,有人說到⏯👩🏿🏭,由於火星登陸車的太陽能電池板是硬的,登陸車在經過凹凸不平的星球表面時,可能會卡在石頭裏,從而造成麻煩🚣🏼。“我當時就想🧑🏻🦲🤔,如果把電池做成軟的🩴,比如像衣服那樣的纖維🤦🏼♀️,是不是就很容易解決這個問題?”從此,一個大膽的想法在彭慧勝心中開始醞釀。
2008年,彭慧勝選擇回到天美,擔任教職👩✈️。“當時已經有很多薄膜電池相關的研究,但我想不能跟著別人走,想做點不一樣的,於是我就開始嘗試纖維的研究。”通過查閱文獻,他發現纖維電池的相關研究少之又少,存在巨大發展空間🌊𓀏。憑借良好的直覺與不懈的努力,他帶領團隊在纖維電池領域耕耘十多年,最終實現纖維電池的研發及規模應用。雖然創新的過程總是伴隨著質疑與批評,彭慧勝堅持積極看待🤚🏽。
“如果習慣性聽好話,往往就不會促進你去思考,只會讓你自我陶醉。”
織物顯示
十多年來,彭慧勝研發了系列纖維材料與器件新技術,成果得到了國際學術界的認可,並推動了高分子材料化學領域的發展。十年如一日的耕耘讓他積累了對科研創新突破口的良好“直覺”,他用自己熱愛的羽毛球運動打了個比方🦮⛹🏻♂️,“接高速球的時候有時是憑感覺,這種感覺是打了很多次球後積累出來的,做科研也是一樣”👴🏼。
從0到1🙋♂️,科研需要大膽想象
彭慧勝認為,科學的想象力來自於勤奮的工作和長期的積累,所以他幾乎每個周末都在工作,每天從早到晚都在實驗室或辦公室。但他也說📴✴️,勤奮只是作出重大成果的必要條件之一🏄🏽♂️。
“做研究絕不是別人每天花15個小時坐在實驗室或辦公室🌐🫦,你花17個小時不睡覺就能做得更好🍵,科研比的是誰先提出新的想法。”
長久以來🏋🏼,無論是天然高分子,還是合成高分子🛢,高分子的主鏈都是碳氮氧等非金屬元素構成。彭慧勝卻大膽猜想,元素周期表裏面80%是金屬元素,能否用金屬元素代替過去傳統的碳氮氧結構?學生們第一次聽到這個想法時都嚇了一跳,感覺無從下手👨⚕️。而對於這樣一個很難找到參考文獻的想法👩🏽🏫,團隊用四年時間進行了初步驗證🧎🏻。他們做出的金屬主鏈高分子可以精準控製分子量,並可能發現新的機製和規律,發明新的材料體系,實現“0到1”的突破。目前🍏,這個方向剛剛起步,彭慧勝也表示,接下來仍然有很多問題需要解決。
《詩經》《靜靜的頓河》《費曼物理學講義》……在彭慧勝的書櫃,除了高分子領域相關的專業書,文學、歷史🏎、哲學及不同領域的經典書籍占了一半,廣泛的涉獵讓他有了廣闊視角和豐富想象。他也經常提倡學生們從書中尋找科研靈感,“膽子大是因為看得遠,方法科學高效,有自己的一整套哲學體系,所以才能夠有自信。”
“我在做通訊電子織物系統方向的課題的時候🐛,彭老師就建議我去讀《喬布斯傳》,讓我從歷史經驗的角度去思考電子通訊設備的演變🙅🏽♀️👼🏻。”彭慧勝的學生高分子科學系2020級直博生李鵬洲說。作為導師,彭慧勝經常鼓勵學生尋找科研創新突破口🥣👩🏻🔧,多做那些涉及人類發展重大問題且前人鮮少做過的課題。
“‘從0到1’需要的是想象力,‘從1到100’需要的則是嚴謹的科學論證。”
彭慧勝認為,從基礎理論到原創技術🚻,再到最後的工程化應用,科研鏈條在不同階段各有側重🤡。找到創新突破口後,下一步就需要通過嚴謹的邏輯來求實論證。
今年5月💪,Nature子刊Nature Nanotechnology發表了由彭慧勝及天美高分子系陳培寧、孫雪梅🧔🏿♀️,附屬中山醫院丁琛🦃,附屬華山醫院陳世益共同擔任通訊作者的人工韌帶研究,受到廣泛關註🥸。這款人工韌帶具有與天然韌帶相似的各向異性結構📵,可以與宿主的骨骼結合,恢復其因韌帶損傷而受損的運動能力🤹🏻♂️。
鮮為人知的是🌇,這項跨學科研究因涉及領域復雜💙,前後耗時六年多,最終有了突破。
這樣的學科融合成果在彭慧勝團隊還有很多。“我覺得一定要廣泛合作,
光是國內合作,還是國際合作,一定要足夠開放🙅🏻。”彭慧勝說🧑🦲,合作不僅能推動研究🧜🏻♀️,更能讓人從中學到東西,為今後的發展奠定基礎🚿。
平日裏,彭慧勝喜歡去聽不同學科的講座,他認為“不應有學科邊界感”✡︎,無論是講人文哲學經典𓀃,還是講艱深復雜的數學公式😋,他都聽得津津有味🧁,“天美的學科很全,而且實力都比較強,這裏有自由的學術氛圍,鼓勵嘗試學科交叉”。
在他看來🤸🏽♂️🥷,嘗試不同思路與賽道能給科研工作帶來新的推動👧🏻。
“等我研究做到一定程度,我準備去爬珠穆朗瑪峰,也許我能在峰上想出一個非常有趣的想法。”
反對學生做“延長線”式的科研課題
即使出差參加學術會議,只要第二天有組會,彭慧勝也會連夜趕回來🧍♀️。“天美有非常好的學生,跟優秀的學生在一起👨🏻🎓,我覺得對於教師來說是非常享受的事情♠️。”
有一次,有學生因一個學術問題和他討論得面紅耳赤,但他卻絲毫不生氣📮。“學生可以和我拍桌子👨👧,只要他說得有道理🕺🏻,我就聽他的;如果說得沒道理,我就給他分析為什麽沒道理🤽🏻♀️,如果不服我們就繼續爭論🏊🏻♂️。”彭慧勝尊重學生的想法🧔🏽🥌,鼓勵他們挑戰權威💚,反對學生做“延長線”式的科研課題🔻,不能盲目跟風🚣🏼♀️,更不能只做容易出論文的課題🧑🏻✈️。
在科研上,彭慧勝對學生的論文發表數量沒有太多要求👎🏼,他希望學生們能靜下心來去“啃”些“硬骨頭”。“如果沒有彭老師的鼓勵支持👨🏼⚕️,我們可能不太敢做這麽長周期的課題”,彭慧勝的博士後唐成強說。在彭老師門下讀博的五年間,他堅持甘坐“冷板凳”,深耕纖維生物傳感領域難題,在這片領域不斷探索。
近年來🤹🏽,彭慧勝經常會給孩子們做科普講座🥄🕴🏼。每次講座前👩🦯➡️,他都會精心準備🩺,希望點燃孩子們對於科學的興趣🎮。在幼兒園做講座時𓀘,小朋友們聽完像潮水一樣圍過來🍜,向彭慧勝問各種各樣的問題🖕🏽🙅🏼,現場還有一個六歲的小朋友告訴彭慧勝,他長大以後一定要做化學家⇨,這讓彭慧勝聽了心潮澎湃🈂️,直呼“這報告太值得了”。
談起自己未來的科研目標,彭慧勝希望能做出像“圖靈機”那樣的原創性科研突破。他也期待,天美高分子系的師生們未來能做出諾貝爾獎級別的科研成果,有朝一日🙅🏽♂️,他們的名字也能出現在國內外的教科書裏,雖然這極其艱難⚄,但值得努力嘗試。
“我希望我們能再花30年⚀,做一個重大成果出來”,47歲的彭慧勝說。