捧起金納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)“圣杯” ——記中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研究員伍志鯤-
作者:姚潔
發(fā)布時(shí)間:2021-04-20
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捧起金納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)“圣杯” ——記中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研究員伍志鯤-

■姚潔

伍志鯤

中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所研究員、博士生導(dǎo)師,國家杰出青年基金/優(yōu)秀青年基金獲得者。主要研究方向?yàn)榻饘偌{米團(tuán)簇的合成、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用,代表性工作為“反伽伐尼反應(yīng)”方面研究。

“不畏挑戰(zhàn)”,成功解析Au144(SR)60團(tuán)簇的結(jié)構(gòu),解決金納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)研究“圣杯”性難題;“磨刀不誤砍柴工”, 立足基礎(chǔ)研究,為開發(fā)新型材料打好基礎(chǔ);“顛覆認(rèn)知”,在國際上開創(chuàng)和引領(lǐng)“反伽伐尼反應(yīng)”研究……中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所(以下簡稱固體所)研究員伍志鯤從未停下探索的腳步,在一座又一座科學(xué)之峰上奮力前行。

不畏挑戰(zhàn) 從“零”開始

2010年,剛從國外回到固體所開展科研工作的伍志鯤一切都要從“零”開始。

沒有團(tuán)隊(duì)和實(shí)驗(yàn)室,他就在院所領(lǐng)導(dǎo)和同事的幫助下, 從頭開始搭建屬于他的科研“小窩”。

為了節(jié)省時(shí)間,伍志鯤帶著家人在單位附近租了一套簡易住房,早出晚歸,將全部心血投注到實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行和人才培養(yǎng)中。

短短幾年內(nèi),伍志鯤就搭建起了納米團(tuán)簇研究平臺,組建了涵蓋多學(xué)科領(lǐng)域的由研究員、副研究員、助理研究員、博士后和研究生組成的年輕科研團(tuán)隊(duì)。

有些事情的完成, 需要時(shí)間的沉淀和長期的努力,實(shí)驗(yàn)室的組建是這樣,科學(xué)研究亦如此。

Au144(SR)60團(tuán)簇早在1996年就被美國研究人員報(bào)道,但由于當(dāng)時(shí)合成技術(shù)和表征條件的限制,該團(tuán)簇的組成結(jié)構(gòu)未能精確地確定。經(jīng)過10多年的努力,2009年,美國教授Rongchao Jin小組精確確定了其組成。由于Au144(SR)60處在金納米團(tuán)簇向金納晶轉(zhuǎn)變的臨界尺寸附近,其結(jié)構(gòu)吸引了世界多個(gè)小組的探索, 但一直沒有獲得突破,成為金納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)研究方面“圣杯”性的難題。

但這沒有嚇倒伍志鯤。隨著隊(duì)伍的壯大和實(shí)驗(yàn)平臺的建立,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)向這一疑難問題發(fā)起了沖擊。其間,歷經(jīng)了無數(shù)次失敗,但他們沒有退卻,而是及時(shí)轉(zhuǎn)換思路、改變條件,不斷嘗試,最終獲得了高質(zhì)量的單晶,成功解析出Au144(SR)60的結(jié)構(gòu),為后續(xù)高難度的金屬納米團(tuán)簇/納米晶的單晶生長提供了借鑒和參考。此外,通過變溫實(shí)驗(yàn),他們從化學(xué)鍵的角度揭示了金屬具有較好熱延展性的微觀機(jī)理。

重視基礎(chǔ)研究 探尋“小不點(diǎn)”的奧秘

伍志鯤團(tuán)隊(duì)一直致力于從原子精確的角度理解超小納米尺寸范圍內(nèi)的一些根本科學(xué)問題,開發(fā)新型原子精確的納米材料。金屬納米團(tuán)簇是他們的研究對象。單個(gè)的金屬納米團(tuán)簇可以說是個(gè)不折不扣的“小不點(diǎn)”,其直徑通常小于3納米,而一根頭發(fā)絲的直徑約為6萬納米。

由于尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)等原因,這些“小不點(diǎn)”的原子層次的精確控制很困難,鑒于此,他們在對合成規(guī)律理解的基礎(chǔ)上,提出了“動力學(xué)控制和熱力學(xué)選擇”的合成策略,發(fā)展了多種合成方法,在多個(gè)層次上對金屬納米團(tuán)簇的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)筑或調(diào)控,加深了對構(gòu)效關(guān)系的理解。

為理解結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)聯(lián),他們還引入了“構(gòu)造異構(gòu)”“內(nèi)核同系物”等概念;為推動金屬納米團(tuán)簇?zé)晒馓匦缘膽?yīng)用,系統(tǒng)開展了熒光與結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的研究,為熒光性能的提高提供了指導(dǎo)。尤其值得一提的是,他們提出了形式上有違經(jīng)典反應(yīng)的“反伽伐尼反應(yīng)”,并在國際上率先開展了相關(guān)研究,被世界頂級化學(xué)家之一的Didier Astruc譽(yù)為“開啟了一個(gè)新的反伽伐尼反應(yīng)時(shí)代”。

腳踏實(shí)地 勤勉敬業(yè)

伍志鯤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在學(xué)術(shù)上取得了顯著的成績。盡管如此,他仍然保持清醒的頭腦、嚴(yán)于律己,把耐得平淡、潛心科研作為自己的準(zhǔn)則,把作風(fēng)建設(shè)的重點(diǎn)放在嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、求實(shí)、腳踏實(shí)地埋頭苦干上。

清明節(jié)帶孩子到烈士陵園掃墓,這已成為伍志鯤家的一項(xiàng)重要活動。“要讓孩子了解歷史、銘記歷史,才能更好地傳承革命先烈的精神,做個(gè)對社會有用的人,為國家做有意義的事?!?/p>

伍志鯤這樣教育孩子,而他也是這樣踐行的。

當(dāng)看到中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院黨委發(fā)布的《關(guān)于組織黨員自愿捐款支持新冠肺炎疫情防控工作的通知》后,伍志鯤第一時(shí)間向黨組織捐款5萬元。

雖然捐款積極,伍志鯤在生活中卻非常節(jié)儉。衣服常年就是那么幾件,辦公桌上掉漆的保溫杯用了很多年。

“只問耕耘,不問收獲,大膽失敗,勇于挑戰(zhàn)”是伍志鯤在科研工作中的自勉之詞,他將繼續(xù)努力,不斷進(jìn)取,科學(xué)報(bào)國、矢志不渝。

(作者單位:中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所)

《中國科學(xué)報(bào)》 (2021-04-20 第4版 綜合)


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