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Molecules:刘忠范院士——何须浅碧轻红色,自是花间第一流 | MDPI 人物专访 精选

已有 4334 次阅读 2022-11-30 15:48 |个人分类:人物专访|系统分类:人物纪事

本期人物专访,Molecules 到访北京石墨烯研究院,与刘忠范院士对话。在交流中,刘院士分别以学科带头人、期刊主编和一线科研人员的身份,对石墨烯产业、出版行业和中国的科教事业发表了自己的观点和看法,并站在前辈和导师的角度,向广大青年学者和学生送上寄语。


学者简介

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刘忠范 院士

北京石墨烯研究院院长

刘忠范,中国科学院院士、发展中国家科学院院士、北京大学教授。现任十三届全国政协常委、九三学社中央副主席、北京市委主委、北京市政协副主席、中国国际科技促进会副会长、中国化学会副理事长、北京大学纳米科学与技术研究中心主任、北京石墨烯研究院院长。


刘忠范院士是物理化学家,从事石墨烯等纳米碳材料和纳米化学研究。作为国际知名的石墨烯专家,在石墨烯材料的化学气相沉积生长方法、应用探索以及产业化核心技术研发方面做出了一系列原创性工作。他创建了北京石墨烯研究院,已成为全球规模最大的石墨烯新材料研发机构和产业化高地,陆续推出了 4 英寸石墨烯单晶晶圆、A3 尺寸石墨烯薄膜、超洁净石墨烯、蒙烯玻璃纤维等一系列明星产品,引领着石墨烯产业快速发展。


“顺其自然,顺势而为”——从纳米到石墨烯

翻开刘忠范院士的简历,俨然便是一卷粲然的科学家成长史。


25 岁进入日本东京大学攻读博士学位,师从光电化学家藤岛昭先生;博士后转入国立分子科学研究所,得到有机半导体先驱井口洋夫先生的悉心指导;31 岁带着两位恩师赠送的六十多箱尖端仪器设备回国,以此为基础创立了北京大学光电智能材料研究室 (现北京大学纳米科学与技术研究中心前身),转年被聘为科技部攀登计划 (B) 首席科学家,开启了以纳米为起点的职业生涯。


从日本到中国,从纳米到石墨烯,刘忠范院士向我们讲述了他的心路历程。


· 谈求学:不是我选择了纳米,而是纳米选择了我

MDPI:您为何选择纳米作为博士研究方向?


刘忠范:(笑) 首先你这个提问就是错的,不是我选择了纳米,而是纳米选择了我。


1984 年我留学的时候,还没有“纳米”这个概念。作为公派留学生,去哪个国家、哪所学校、哪个专业,都不是我自由选择的。我在日本国立横滨大学的硕导是搞生物电化学的,按现在的话说,他是一位典型的“放养”型导师,对我们这帮学生很少管,别说指导课题,连博士推荐信都没给我写,原因是他也可以带博士,没必要到外面去读。


我呢,一个是爱钻研,一个是爱折腾。老师不管我就自己学,去图书馆读大部头专业书,专研理论,推导公式,现在想起来是因祸得福,给自己打下了厚重的知识功底。当时,我跑到东京大学计算中心做计算模拟,验证自己推导的公式,跟东京大学的缘分也就是这样开始的。硕士毕业后,我下决心报考东京大学,投身藤岛昭先生门下攻读博士学位。

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东京大学留学时代 (右为青年刘忠范)。


我读博的时候,正是 LB (Langmuir-Blodgett) 膜研究非常火的时候。刚到东大不久,藤岛昭先生领我到实验室,指着一台我不认得的仪器说:“这是做 LB 膜的机器,现在没人用,你的毕业论文就是它了。”当时藤岛昭先生是颇有名气的光电化学家,尽管早年有学生做过相关研究工作,但他并不从事 LB 膜研究。我只能从头做起,摸着石头过河,边看文献边摸索学习。几年的摸打滚爬下来,竟然成了小有名气的 LB 膜专家,在 LB 膜领域混得风生水起。在藤岛昭研究室近五年的时间里,我从博士做到博士后,后来想换个新环境学点不一样的东西,便转投著名科学家井口洋夫先生门下,随他老人家一起做交叉学科研究。


1993 年 6 月回国,恰逢纳米科技兴起。1994 年我申请了科技部攀登计划 (B) 项目,利用时髦的 STM 技术做纳米级信息存储技术研究,当时的口号是“纳米光盘,一盘顶一万盘”,从此我便开启了纳米研究之旅。1997 年 9 月 27 日,在吴全德老院士和我的大力推动下,北京大学纳米科学与技术研究中心揭牌成立,这是中国第一个跨学科、跨院系的纳米科技中心,引起了不小的轰动。从我出国留学到回国领导第一个重大项目,恰好历经十年,个中种种,非简历里那短短的几行字所能描摹。

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回国初期的团队成员合影,1993 年 (左 2 为刘忠范)。


在日时,我的第一位导师完全“放养”,我能把那几年坚持下来,全靠一股子对知识的热爱和不服输的劲头。在藤岛昭先生门下,我真正爱上了科研。先生的作风是“抓大放小”,不手把手带我们做实验,而是让我们多读文献、多动脑、勤动手,在不断尝试中寻找灵感。我这么回头讲好像挺轻松,实际上真没那么容易!试想整个实验室包括导师,没一个人懂我的研究方向,那种前进路上的孤独感和实验不顺时的迷茫,对人的冲击是很大的。

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刘忠范与藤岛昭在北京石墨烯研究院,2019 年 9 月 29 日。


我讲这些是什么意思呢?做科研,有天赋、遇良师固然重要,我自认为是个善于学习的人,藤岛昭先生亦是不可多得的良师益友。然而,外部环境再好,学生不上进也是枉然。做科研要有百折不挠的精神,既不放过每一个机遇,也不惧怕任何挑战,认准一个目标就坚定不移地走下去。


· 谈石墨烯:技术发展的周期很长,多给科学家一些时间

MDPI:是什么契机促使您将目光转向“石墨烯”?


刘忠范:我早年从事的是碳纳米管研究。前面提到的科技部纳米级信息存储项目研讨会上,北大化学学院顾镇南先生报告的碳纳米管工作引起了我的兴趣,随后我便开始了长达十年的碳纳米管研究,从碳纳米管的有序自组装做到碳纳米管的化学气相沉积生长。


碳材料可分为“零维、一维、二维和三维”。零维是富勒烯,一维是碳纳米管,二维是石墨烯,三维就是普通的石墨和金刚石。石墨烯是二维的单层石墨片,把它卷起来就成了碳纳米管,我的团队是第一个将有机小分子的自组装概念拓展到一维碳纳米管领域的。


我的性格是“专注做好一件事”。


2004 年 10 月,安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫报道了第一篇关于石墨烯的热点论文,在全世界掀起了一股“石墨烯热”。当时很多从事碳纳米管研究的人都转到了石墨烯领域。我一直持着谨慎的观望态度,没有着急“烧热灶”。2008 年,我专门花了大半年时间,满世界跑参加石墨烯相关的学术会议,最后下决心进入这个全新的领域。我把碳纳米管工作交给另一位团队成员,自己则全身心地投入到石墨烯研究上来,一直做到今天。

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第一届中日双边光电智能材料研讨会上 (左为藤岛昭先生,右为刘忠范)。


MDPI:有声音称石墨烯的热度都是炒出来的,这种材料走不出实验室,做不到大规模产业化。对于石墨烯产业未来的走向,可否请教您的看法?


刘忠范:每次谈到这个问题,我都会举日本东丽公司研发碳纤维材料的例子。东丽公司从上世纪六十年代初开始开发碳纤维材料,1971 年实现小规模量产。他们投入了大量的人力财力,数十年如一日地坚持,才把实验室里的碳纤维材料变成一个高科技新材料产业,直到 2011 年才实现稳定盈利。


研发——量产——亏损——盈利,这条路东丽走了半个世纪。即便是现在,碳纤维产业仍然处于快速发展之中,尚未真正成熟。石墨烯从 2004 年问世至今,不过才区区 18 年时间,现在下结论为时尚早。


我从 2008 年开始做石墨烯,2018 年创立北京石墨烯研究院,带领团队十几年如一日,全力以赴开展石墨烯材料的生长方法、规模化制备工艺和装备研发,到今天只能说小有成绩。对于一个新材料产业来说,从实验室样品到规模化产品,再到市场化商品,周期很长,数十年时间很正常。石墨烯还很年轻,产业化之路还很长,未来有望成为一个改变世界的大产业,但需要耐心和坚持。

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北京石墨烯研究院。

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研究人员在实验室。


中国是石墨烯材料生产大国,粉体产能超过 1.4 万吨,薄膜产能超过 740 万平方米,材料制备技术也在不断升级优化。我们研发的特种石墨烯材料已经在尖端装备上应用,并逐渐走进百姓生活。总的来说,我对石墨烯产业的前景充满信心。


助力中国科学事业发展——MDPI能做哪些事?

·谈出版:做真正有价值的学术期刊,切忌急功近利

MDPI:您作为《物理化学学报》主编,带领期刊取得了长足进步,成为中国自主办刊典范之一,能否分享一些您运营期刊的思路和经验?


刘忠范:做期刊,质量是第一位的。一本好的学术期刊,首先要获得同行认可。


现在一说期刊做得好,就先标榜它的影响因子高,我不认同。影响力往往来源于历史沉淀,那些人人耳熟能详的刊物大都创办很早,可能是全行业的第一本、第二本期刊,它们的影响因子高是很正常的事,不必过分赞誉。这些期刊真正的价值在于同行认可度,几十上百年下来,行业研究者换了一代又一代,大家仍然认同其价值并愿意投稿,这才是它们真正了不起的地方。


我做《物理化学学报》的思路大体如是,不盲目追求影响因子,而是着眼于长久的声誉和口碑建立。期刊受到认可了,稿件的质量上来了,影响因子自然会上升,这才叫良性循环。


做好期刊口碑,第一要紧抓稿件质量,达不到期刊标准的稿子坚决不发;第二要严格审稿流程,以审稿人和学术编辑的意见为准绳,最大限度确保科学性和公正性。


MDPI:对于开放获取 (Open Access, OA),相较于欧美普遍支持的态度,中国学术界的看法褒贬不一,部分声音认为 OA 期刊不如订阅式期刊质量好,对此您怎么看?


刘忠范:OA 本质上是一个谁来埋单的问题,订阅制期刊是科研机构为数据库付费,OA 期刊是作者为论文付费,归根到底都是由国家科研经费来承担。开放获取肯定是件好事,以信息共享的形式促进科学发展。在开放获取模式下,研究成果有机会被更多人阅读、分享、讨论,也是科研人员喜闻乐见的。


我认为,中国对 OA 期刊的争议,究其根本并非在出版模式上,而是在文章质量上。这又回到我方才讲过的,评价期刊好坏的标准永远是文章质量。不少传统期刊都逐渐转为半 OA 半订阅,或是纯 OA 模式,都需要付费发文,但模式的转变并没有造成稿件质量下降。


OA 期刊要想做出口碑、得到认同,最重要的是把内容做好。现在的学术界太浮躁,为了评“帽子”,刻意发一些无功无过的文章来凑数,这种现象是存在的。如此环境,恰恰对期刊编辑乃至于出版社提出了更高的要求。编辑是否有能力甄别出有价值、有意义、值得发的文章?出版社是否能坚守原则,对条件不达标的稿件坚决说“不”?


把这两个问题搞明白,OA 的声誉也就上来了。


谈科教:出版商需负担起推动科学进步的责任感

MDPI:MDPI 一直有意愿与中国市场达成更深、更广的合作,目前中国教育界和学术界最需要什么,我们作为国际出版平台能做些什么,您是否能提供一些建议?


刘忠范:你们与中国市场的合作,我建议从两方面入手:一,协助推进面向公众的科普事业;二,抓住广大青年学者群体。


目前中国的科学技术发展很快,有些已经实现了从跟跑、并跑到领跑的水准。但是,科学精神层面的认知却未必完全跟上发展的脚步。


最典型的,一谈到某项新发现、某种新物质、某个新材料,中国人听完原理后,第一个要问的问题往往是:“有什么用?”这种以实用为导向的思维模式好不好?在推动技术转化和产品升级上是好的,“中国制造”的名声在世界上打响,很大程度上得益于中国人的实用主义思维。


然而,在科学的世界中,从 1 到 10 不是难事,从 0 到 1 才是真正的挑战。还拿石墨烯来举例,中国拥有庞大的研究队伍,但我们更多关心的是怎么用,很少有人关心更根本、更基本性的问题。石墨烯诺奖得主安德烈·海姆关注石墨烯的六方网格什么东西能钻过去,我们很少会想这种看似无聊的东西。我们也不会关注把两片石墨烯扭转一定的角度,会发生什么现象,是否产生超导现象等等。

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英国曼彻斯特大学,石墨烯工程创新中心 (GEIC)。


人们常常问,中国科学家为什么很难拿到诺贝尔奖?我想,过度实用主义的思维方式是很重要的原因之一,值得我们深思。


MDPI 作为国际出版社,有得天独厚的资源优势。如果你们能够站在中立的立场上,充分运用国际化资源和平台,在中国多做一些面向公众,特别是青少年的科学普及工作,帮助他们培养科学精神,我相信是会受到大家欢迎的。而解决了培养科学精神的问题之后,冲击诺贝尔奖的难题也便不攻自破了。


第二点,抓住有潜力的青年人,这是我做《物理化学学学报》得到的经验。青年研究者是学科发展的未来,你们的期刊在邀请编委会成员、客座编辑和顾问的时候,应当多把眼光放在他们身上。一来给年轻人一个在国际舞台上发光发热的机会,二来年轻化的编委会活力更强,更能实现与期刊共同成长。


结语:送给青年学者的一些话

采访接近尾声时,我们抛出最后一个问题,希望刘院士以学界前辈和一线导师的身份,向后辈学者和正在求学的学生们送上一段寄语。


他沉思片刻,对我们说道:


“如今科学界的一些风气是很不好的。对奖项和‘帽子’过分追逐,轻视文章质量而一味地追求数量,都是客观存在的现实问题。诚然,我们不能把问题都怪罪到研究人员个人身上去,政策导向加上身边大环境的裹挟,很大程度上会影响人的想法和意志。”

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刘忠范往届毕业生聚会,2022 年 10 月 23 日。


“作为导师,我经常跟学生讲,所谓学术成就,是你在耄耋之年,能向子孙后辈大声地、自豪地讲出的话。试想孩子们问你,你做了一辈子研究,最了不起的成绩是什么?这时你想给出的答案,便应成为做科研的目标。一生汲汲于名利的人,恐怕没机会指着教科书上的某个定理、某个发现,向儿孙们夸耀。当你给出回答只能是发过 100 篇、200 篇论文的时候,你真能不脸红地、昂首挺胸地宣之于口吗?”


“我很理解青年人的不易,亦想送上几句肺腑之言。探究科学的道路并非坦途,前行的路上,你可能被无数的荆棘沟坎绊倒,也可能被五花八门的利益所引诱。一个适合做科研的人,一定是有主见、有追求、有目标、有判断,不会轻易被迷惑和动摇的人。一时的荣誉和头衔都是行情套路,会随着热点的起伏而变化,选择随波逐流的人,终将被洪流淹没。”


“要有长远的眼光,朝着既定目标矢志不渝地前行,走过二十年、三十年、五十年之后,蓦然回首,你已经攀上科学的顶峰。这,才是科学家的一生。”

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刘忠范与 MDPI 团队的合影。


Molecules 期刊介绍

主编:

Farid Chemat, Université d′Avignon et des Pays du Vaucluse, France

期刊发表化学各学科领域的基础、应用以及交叉学科研究的原始性、首创性成果,主题涵盖有机化学、无机化学、药物化学、材料化学、分析化学、应用化学、天然产物化学、食品化学、物理化学、生物化学、计算与理论化学、光电化学、交叉化学、绿色化学等。目前已被 SCIE (Web of Science)、Scopus、PubMed、MEDLINE、PMC、Reaxys、Embase、CaPlus/SciFinder 等数据库收录。

2021 Impact Factor:4.927

2021 CiteScore:5.9

Time to First Decision:14 Days

Time to Publication:34 Days

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