超级跨界!四院院士戴宏杰攀登科学史上一个又一个高峰


来源:中国粉体网   乔木

[导读]  作为名副其实的“四院院士”,戴宏杰与其他院士专精一个研究领域不同,贴在他身上的标签永远离不开“跨界”二字!

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戴宏杰,斯坦福大学化学系教授,美国艺术与科学学院院士,美国国家科学院院士,美国国家医学院院士,中国科学院外籍院士。长期从事碳纳米材料的生长合成/物理性质研究、新型光电子器件研发、纳米生物医学、能源材料等方面的研究,获得了广泛的影响,是国际碳纳米材料研究领域的领军人物之一。发表Science及Nature20篇以上,NS子刊30篇以上,论文总引用次数超过12万次。他也是2018年汤森路透全球24名同时在物理、化学及材料三个领域的高引用科学家之一。还是Nano Research发起人和创刊主编。


作为名副其实的“四院院士”,戴宏杰与其他院士专精一个研究领域不同,贴在他身上的标签永远离不开“跨界”二字!从开始接触科研到现在,戴宏杰已经换过几个研究方向。


目前,戴宏杰院士在多个不同领域的部分主要成果如下:


1.开拓和发展了化学气相沉积合成碳纳米管和通过溶液相剪切获取石墨烯纳米带等纳米碳材料的可控制备方法,有力推动了碳纳米材料的物性研究和应用探索;

2.基于纳米碳材料发展新型光电子器件,研发出纳米管与金属实现欧姆接触的工艺方法并首创了高介电材料在纳米管表面均匀成核和生长方法,构筑了高性能场效应晶体管;

3.开拓了纳米材料在生物医学领域的应用,实现药物、蛋白、抗体的定向输运和肿瘤的光热治疗,提高医学成像的分辨率和穿透深度,可实时观察单根血管和其中的血液流动;

4.发展了多种碳纳米材料和无机材料的复合体系,用于提升电催化、水相电池、铝离子电池等的性能。


戴宏杰的“跨界”之路


1984年,戴宏杰考入清华大学应用物理系。本科毕业后,他先后进入美国哥伦比亚大学和哈佛大学攻读硕士和博士学位。硕士期间,他的导师是材料科学家查尔斯·李波教授。查尔斯·李波的主要研究方向是纳米科学及相关技术。在导师的影响下,戴宏杰开始对纳米材料产生了兴趣。


纳米科学,是一个典型的跨学科研究。这也引发了戴宏杰的第一次“跨界”。1994年,他选择到莱斯大学跟着诺贝尔化学奖得主Richard E. Smalley从事博士后研究。

进入莱斯大学后,戴宏杰的研究内容涉及面很广,比如,富勒烯纳米管的合成、提纯、应用……但对他未来研究内容影响最深的,还是与碳纳米管相关的研究。


1997年,戴宏杰进入斯坦福大学化学系任助理教授。1999年,他就和另一位老师合作,做出了“碳纳米垂直于表面生长”的研究成果。在这个基础上,戴宏杰和团队成员又先后把碳纳米材料应用到生物领域,做一些和疾病相关的抗体和蛋白检测、新型荧光呈像研究......


2015年,出乎所有人意料,戴宏杰转向了铝离子电池。他和研究团队开发出一种可以充放电,具有超快充电、不易燃烧爆炸、可折叠、材料成本低的突出优点的铝离子电池,这款铝电池充电7500次后存储电量依然无损,长循环性能卓越,相关研究成果发表在当时最新一期的《Nature》期刊上!


戴宏杰表示频繁“跨界”是受到学界一些前辈的影响。


初到斯坦福大学的时候,斯坦福大学应用物理和电子工程学荣誉教授Calvin Quate经常和他们说,一个好的科学家,要经常思考一下,自己是否能做出新的东西?比如,每10年做出一个新成果、或者每隔一段时间改变一下自己的方向?这会是一个比较聪明的做法。


戴宏杰很认可他的观点。他在实际研究中也确实体会到,一种材料、一个领域做到一定程度后,要敢于放下,往前走。但至于怎么走,或许可以尝试一些不太熟悉但却很有意义的领域。


2020年9月,拥有Web of Science、InCites等著名论文及期刊索引平台的科睿唯安公司(Clarivate Analytics)宣布了2020年“引文桂冠奖”得主,预测在今年或未来可能获得诺贝尔奖的科学家。共有24位科学家入选,其中包含知名华人学者戴宏杰!


“引文桂冠奖”素有诺贝尔奖风向标的美誉,是因为截至2020年9月,已有54人在获得“引文桂冠奖”后获得了诺贝尔奖,其中29人是在获得“引文桂冠奖”后两年内荣获诺贝尔奖的。此外,获得此奖项的研究成果被公认已经达到诺贝尔奖级别。这也是对戴宏杰院士最好的肯定!


回忆求学之路,戴宏杰表示,邵阳、娄底、长沙、清华、哥大、哈佛、莱斯、斯坦福不在一条直线上,也不在一个平面上。七上八下,弯弯曲曲。向上,努力,专注,敢于自我否定,加上机遇来的时候能抓住一些是关键。


注重人才培养


戴宏杰自2004年以来,每年定期回到中国,开展科研合作,而且长期参与国家级科研项目和人才奖励的评选,还主持了“求是杰出科学家奖”化学类的评奖,可以说竭尽所能地为中国的科研事业贡献着自己的力量。


戴宏杰一直积极鼓励学生全职回国工作,而且在他的培养下,已经有一批他的学生活跃在国内,成为了中国科研的新鲜血液;在中华大地扎根发芽,成为了科研的“种子”。


除了人才培养,戴宏杰教授将取得的科技成果,在中国国内转化,他也注重与中国高校合作。据悉,2008年,他便发起创办英文期刊《Nano Research》,从创刊起就一直担任期刊主编,而且期刊先后得到14项国家奖励。


戴宏杰在第四届世界顶尖科学家论坛上勉励青年科学家,“记住不是你一个人,你知道所有的高级科学家,像我们一样,甚至是诺贝尔奖获得者,他们的论文被拒绝,论文没有被审查接收。我不认为他们得到了他们申请的每项资助。所以这不是你感到沮丧的事情。你真正需要的是一些成功,尽管有很多尝试,这可以让你走得很远。我没有得到每一个补助金。所以你需要的是一些成功的经验,只要继续努力,我相信你会成功的。”戴宏杰希望青年科学家们“继续努力,你会成为下一个获得桂冠的科学家。”


参考来源:

1.戴宏杰课题组

2.知识分子《常换山头常登顶:戴宏杰的跨界密码》

3.测试GO《超级院士的跨界密码,究竟凭什么成为四院院士?》

4.世界顶尖科学家论坛 《继续努力,你会成为下一个获得桂冠的科学家》

5.我是科学人 《每过10年就换一个研究方向,换着换着,他居然成了诺奖热门人选》

6.知社 《戴宏杰专访: 从湘西山城到美国科学院院士》


(中国粉体网编辑整理/乔木)

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