他把石墨烯变成实验室里的解题工具,把它们变成实验室里的解题工具

咱们有个叫黄元的人,在科研界干了不少漂亮活。他是北京理工大学的教授,以前在延安待过,后来就到了青藏高原和西藏这些地方转悠。他的研究有个特点,就是特别会琢磨大自然给的东西,把它们变成实验室里的解题工具。 先看一个例子。2011年那会儿,大家都在研究高质量单层石墨烯,解理率很低,全球都只有1%,难住了不少人。黄元被压力压得喘不过气来,直到有天他看到壁虎贴墙、蹬腿、瞬间把皮剥下来的动作。他就想,是不是因为我们离得太近了?力气用得不对。他就在实验室点灯熬油地琢磨,连续三天就睡了三小时,最后把衬底表面改造成了超亲水的状态。这么一改,石墨烯不仅没被撕掉,反而能稳稳站在上面。这下效率一下子飙升到了100%,困扰行业十年的瓶颈就被一把“壁纸刀”给削平了。 再说说另一个事儿。黄元带学生去紫竹院捞荷叶、掐芦苇玩的时候,别人觉得他是在胡闹,他却盯上了叶子表面那层纳米级的微结构。用等离子体处理后,叶片表面一会儿变超亲水,一会儿变超疏水。这个过程让他捕捉到了一个关键细节:不是化学成分变了,而是中间的过渡态被忽略了。他把这个发现写进论文投给了Langmuir杂志,结果现在还被很多人引用呢。他笑称别人眼中的杂草其实是他的实验场。 后来他又跑到青藏高原海拔5000米的地方去验证一个猜想——地球脉流猜想。他在石墨烯褶皱处发现层间距增加了0.1纳米,觉得这个微小变化跟地球板块运动很像。他背着气瓶爬冰川、取热泉气体,最后在泉眼附近测到了高浓度氦气。这就把一条从纳米褶皱到氦资源的新链路给打通了,我国氦资源勘探多了一条新思路。 还有一件事也挺有意思。2020年的时候,他研究DNA如何把成千上万个小片段拼成双螺旋结构的过程。他就想把这个原理用到金膜上:用硫原子做黏合剂,让金原子像乐高一样整齐排列。这个方法就叫普适性金膜辅助解理技术。现在这项技术已经成了行业的通用插件了。 他说:“把复杂问题拆成小学生都能看懂的拼图,才是科研最大的成就感。”他从纳米级的石墨烯褶皱看到了千里之外的青藏高原,一直在做跨界探索。他觉得自己就像是把壁虎、荷叶、芦苇、氦气这些自然礼物拆成零件,再重新组装成国家需要的答案。 现在他开始把“无人区”交给学生去闯了。他说如果老是导师出题、学生答题,科学好奇心就会被扼杀。他带学生泡会议、泡实验室、泡图书馆,只提一个要求:自己找问题。课堂上他让学生用废旧铜箔做电路板、用牙签做电极;课外还给每人送一本名人传记,“科学家不是天生的”。 最后他想把目光投向深海和月球——那里可能还有更多等着被灵感火花点燃的难题呢。