“大一下学期,他们还没有接触过有机化学实验,因为大二才开设有机化学基础课程。”黑龙江大学教授许辉口中的“他们”,是4位刚满20岁的本科生——倪骥腾、王欣然、李丽媛、苏梦雪。他们都在该校2020级应用化学专业就读。
10月6日,这4位本科生在化学顶刊《德国应用化学》发表了他们合作完成的第一篇论文,介绍了在团簇电致发光材料及器件领域取得的最新研究成果。倪骥腾是论文第一作者,许辉是通讯作者。
本科生发顶刊,在一所“双非”高校绝对是稀罕事。
“在导师、师兄和师姐们的帮助下,我们在合作中完成了一些看似不可能完成的任务。”近日,4位本科生在接受《中国科学报》采访时,发出了异口同声的感叹。那么,他们是如何完成这些不可能完成的任务呢?
论文截图
团队成员合影(从左到右,第一排:王欣然、李丽媛;第二排:苏梦雪、钟春雷、孙佳南、倪骥腾)
深蓝光,突破它
“团簇电子发光材料和器件是一个很新的课题,可供参考和借鉴的案例较少,相关机理研究此前是一片空白。”许辉向《中国科学报》讲述了这项研究的难度。
据了解,团簇是一类尺寸介于小分子和纳米粒子之间的新型功能材料。近年来,基于团簇发光材料的电致发光技术成为该领域的前沿研究热点,正在被应用于催化、生物、医疗、能源及光电领域。
然而,由于团簇复杂的激发态组成和较强的分子内相互作用,深蓝光团簇电致发光材料及器件的研发一直是该领域研究的瓶颈,亟待突破。
那么,这4位本科生又是如何闯入这一前沿领域的研究呢?
原来,2021年6月,他们组成双创团队,参与了国家级大学生创新创业项目(科研能力提升类)——“基于吡啶膦配体构筑的金纳米团簇及其电致发光性能研究”,并加入许辉带领的课题组,在博士生孙佳南和硕士生钟春雷的指导下,开发出基于金团簇的首例高性能深蓝光团簇电致发光器件。
“当我们完成器件制备,并捕捉到足够亮的深蓝光时,那种喜悦是难以言喻的。”倪骥腾告诉《中国科学报》,“参与这个项目以来,我们所有的研究路径都是自己摸索出来的,从单晶到器件的制备。其中,对我们而言最困难的是器件制备。在跟导师和师姐交流后,我们更换了几次主体,才最终制备出这个器件。”
倪骥腾
最终,倪骥腾等人研制的器件色度达到了美国国家电视系统委员会(NTSC)标准,亮度超过8000坎德拉每平方米,外量子效率超过2%。该项研究还提出了配体—器件工程相结合构建高效团簇电致发光体系的有效策略,有望推动团簇电致发光技术发展成为全光谱覆盖的重要显示技术。
投顶刊,没想过
“最初,我们对论文投递期刊的等级没什么概念,更没想过要投《德国应用化学》这样的顶刊。在跟导师、师兄和师姐商量后,才有现在这篇论文的投稿。”倪骥腾没想到自己的第一篇论文,就发到国际顶刊上。
大一、大二的本科生,大多还处于学习专业基础课阶段。而以倪骥腾为代表的4位本科生通过努力,让自己的研究成果发表在令很多研究生都眼红的顶级期刊上,他们是如何做到的?
在故事的开头,他们就遇到了一位好的科研领路人——许辉。
“第一次见到许老师是在大一新生研讨课上,他向我们介绍了许多跟应用化学相关的知识,听起来一点都不枯燥,反而让我觉得很有意思。”苏梦雪认为,自己加入许辉团队更多是出于对许老师的个人崇拜。
苏梦雪
许辉是倪骥腾的专业导师。倪骥腾还记得许辉给自己讲授的第一节应用化学专业的前沿导论课,“许老师不仅介绍了专业信息,还给我们解释了尽早进入实验室锻炼的必要性。”
师父领进门,修行靠个人。
许辉回忆道:“大一下学期,这4位同学刚下实验室的时候,很多简单的基本实验操作都比较生疏。经历了一年多的锻炼和培养,每个同学不仅可以独立完成一些重要的实验,甚至可以提出自己的想法,设计一些研究工作。”
在实验和研究进展不顺利的时候,这4位本科生并没有知难而退,反而越挫越勇,课余时间都泡在实验室里,向导师、师兄和师姐请教,去尝试解决难题。
“他们取得成绩是应该的。”谈及这4位本科生发顶刊,许辉表示自己并不意外。
“高校科研创新能力的培养原来应该从研究生阶段开始,目前正在向前推至本科教育。”许辉告诉《中国科学报》,“这也证明只要本科生有兴趣,并且愿意去实验室锻炼,就有能力承担这类创新性课题,并能够取得国际前沿的成果。”
做科研,有点“卷”
“在每一次重复失败后获得成功时,我都十分享受这种喜悦。”苏梦雪通过亲身经历发现,虽然做科研很辛苦,自己却乐在其中,“我认为科研是一个具有高度创造性和未知性的探索过程,我热爱并享受这一过程。”
20岁就能登上顶刊,他们的经历难免会让同龄人感到“太卷了”。但他们自己并不这么认为。
“内卷其实是对未来一种不确定性的焦虑,但适当的内卷能够激发前进的动力,让我们积极去面对生活。”论文作者之一李丽媛告诉《中国科学报》,“如果内卷太严重,不仅会浪费时间和精力,还会降低效率,适得其反。”
李丽媛
与其说内卷,不如说他们比别人付出更多。论文作者之一王欣然表示:“我们本无意识‘卷’,也没有想跟别人比,主要是跟自己比,严格要求自己。”
王欣然
对于本科生而言,专业课程的学习任务是比较繁重的。下实验室往往需要牺牲自己的假期,在别的同学逛街、打游戏的时候,他们则选择留在实验室锻炼。
4个小伙伴中,倪骥腾在实验室待的时间最久。“做实验其实也是一种学习,比如在做制备反应、做合成的时候,我们可以在实验开始反应后,利用空档期去完成学习任务。”倪骥腾告诉《中国科学报》,“科研是我的兴趣,为了做好科研,我会每周抽时间、寒暑假留校去做实验。”
课堂之外,4位本科生还先后参与了其他创新创业类项目,并且颇有收获。比如,倪骥腾获得了第三届全国大学生化学实验创新设计大赛东北赛区一等奖、国家特等奖,第十三届“挑战杯”黑龙江省大学生创业计划竞赛省金奖。李丽媛获得了第八届黑龙江省“互联网+”大学生创新创业大赛铜奖。
谈及未来,他们均打算进一步在科研领域进行深造。倪骥腾表示:“我喜欢和大家一起交流,一起努力为一个共同的目标而奋斗。做好科研不仅要做出更优秀的成果产出,还要提升个人能力,取得更好的成绩。”
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202213826
转自:“科学网”微信公众号
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