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巩金龙:在自己的国家发生光合作用

来源:中国青年报 作者:胡春艳 2017-06-06 11:15:10
  时隔60余载,与他的前辈、化工学家余国琮放弃海外的一切回国执教相比,巩金龙作出选择时要从容得多。

  巩金龙结束哈佛大学博士后研究之后,没有任何犹豫便回到母校天津大学。他的理由让人无可辩驳:这里的化工学科全国排名第一,哪怕与剑桥大学、帝国理工学院等顶尖大学相比,也并不逊色。

  他形容自己在而立之年回国时,仍然像个“毛头小伙子”——有冲劲儿、有精力,还有天马行空的想法。这像极了他眼里的中国,“只要你敢想,天马行空也可能获得支持,眼前有无限的可能性”。

  后来的发展也印证了他当初的判断。在巩金龙回国的第6个年头,他入选教育部“长江学者奖励计划”特聘教授。这一年,他37岁,是化工领域最年轻的入选者。

  当初,巩金龙从哈佛回来时“只有一个人和满脑子的想法”,一切都要从零开始。他不满足于解决一些“小问题”,一心想“做有意义且重要的事情”。

  这样的想法,是在他学术生涯的起点天津大学种下的。中国精馏分离学科创始人余国琮院士、工业结晶领域开拓者王静康院士等老一辈科学家做人、做学问的“实”,像一颗种子扎根在他心里。

  硕士毕业后,巩金龙在美国德克萨斯大学奥斯汀分校读完博士,又到哈佛大学乔治·怀特塞兹实验室从事博士后研究。

  乔治·怀特塞兹是美国科学院和工程院院士,在化学、工程、材料等学科享有盛名。师从这样一位大师后,巩金龙涉足了更高水平的学术领域。

  在确定回国后的研究方向时,巩金龙不断地问自己:到底是要把不那么重要的事情做成功,还是只做重要的事情,即使它不一定成功?

  乔治·怀特塞兹对巩金龙说过这样一句话:“只做别人没做过的、重要的事。”这句话帮助巩金龙将能源催化作为回国后的研究方向。巩金龙说:“我要做的事,一定要是中国未来10年、甚至更长一段时间里的科研主流;同时,必须是国家迫切需要的、一定会让未来发生改变的事情。”

  巩金龙对能源催化领域有着看似奇幻的愿景:用水来代替一切能源。

  巩金龙解释说,利用太阳光照射半导体催化剂,把水分解成氢气和氧气,氢气在燃烧后又变成水,这样既解决了能源问题,又不会对环境造成任何污染。

  在巩金龙看来,建立在传统化石能源基础上的工业文明如今已经难以为继,更安全、清洁、高效的新能源,正成为各国必争之地。

  巩金龙认为,太阳能这种广泛、清洁、可再生的能源,将是未来能源结构中的重要组成部分。目前太阳能主要通过光伏电池得以利用,无法克服光照不连续等问题。

  光能如何转化为化学能,目前人们对其中机理还知之甚少?迫切需要化学、材料、光学、物理等学科的科研工作者们协同合作。

  巩金龙从海外邀请了一批志同道合的年轻科学家,又在校内各个专业拉来年轻老师,他在天大读书时的老师也被请了过来。很快,一支平均年龄不足30岁,有跨学科、国际化专业背景的50多人的能源催化团队建起来了。

  在清洁能源领域,团队聚焦人工光合作用技术和化学链技术开发。天津大学化工学院在精馏和结晶等传统化工领域实力雄厚,也曾在学科评估中获三连冠,即便如此,当巩金龙提出研究“人工光合作用”时,此前并没有人系统地做过相关研究。放眼全球,这个领域的研究也非常前沿。

  巩金龙要做的是从基础研究到产业化应用的全链条研究。6年来,他的团队承担了“863计划”项目、国家自然科学基金重点项目等10余项课题,申请中国、美国发明专利60余项,其中32项已获授权,在《自然-通讯》《美国化学学会会志》等国际期刊发表论文150余篇。巩金龙作为首席科学家,承担了国家重点研发计划试点专项首批项目“基于二氧化碳高效转化利用的关键基础科学问题”的研究。

  他时常鼓励学生,要把自己当成志存高远的鸿鹄,认为“做科研要敢想,而且要想得更远。”他常常在课堂上和学生们一起讨论《蜘蛛侠》《绿巨人》等好莱坞科幻大片中的情景。“科幻片中的汽车都在天上飞,事实上科学家已经研制出原型机了。”他不止一次告诉学生,“这一切并不是幻想,科技会让它们变成现实。”

  有时候,他不得不拿出“打不死的小强”精神。因为科研的道路必然是崎岖不平的,“有些时候会在即将看到曙光的时候给你迎头一击”。这样的沮丧几乎每天都在发生。他读博期间,就是经过将近两年的反复实验、论证,才在《美国化学学会会志》发表了第一篇论文。

  更多的时候,他觉得自己像个“一根筋的犯二青年”。在他眼中,科学研究是创造性的,是向未知领域的不断探究,这是一项艰苦且没有捷径的工作,“踏踏实实地做事才是唯一可能通往成功的道路”。“一根筋”就是要有耐得住寂寞、心无旁骛地做科研的决心,“生活中总是有太多的诱惑,你要平复躁动的心,沉浸在科学研究里,可能会有些‘二’”。

  回国几年来,巩金龙身上的标签越来越有分量。他是天津大学化工学院负责科研的副院长,是国家首批“万人计划”入选者、长江学者特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、国家重点研发计划项目(基础前沿类)首席科学家、英国皇家化学学会会士等。

  他每年都会代表天津大学赴海外招募人才,用自己回国的经历吸引更多有家国情怀的青年学者回到祖国。

  巩金龙喜欢用数字来说明中国给青年学者的机会:在中国,目前做科研的资助率平均在20%左右,而在美国只有不到10%。以天津大学2013年~2016年申请国家自然科学基金的项目为例,获资助率分别是30.2%、34.5%、31.6%、30.6%。这些数字背后,是中国对科研的持续投入,更是一个个梦想成真的可能。

  近几年,一批平均30岁左右、有着良好教育背景和科研背景的年轻人从麻省理工学院、斯坦福大学、普林斯顿大学、东京大学,从美国国家实验室及英特尔公司总部等来到天津大学追梦。这样的现象也出现在中国很多大学。

  巩金龙觉得自己遇上这个好时代,是幸运的;更重要的是,“这里是能够让梦想成真的地方”。


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