4年发表7篇《自然》子刊论文 超级科研团队如何炼成？
本文转自上海教育新闻网
4年时间里，7篇《自然》子刊论文，1篇《德国应用化学》论文，这个成绩的缔造者，是华东理工大学材料科学与工程学院杨化桂教授带领的清洁能源材料与器件课题组。
杨化桂教授 图源网络
除了这份堪称华丽的“学术账单”，组建仅8年的课题组，还培养出了一批闪耀的科研新秀：以第一作者在《科学》上发表论文的青年教师张波，以第一作者在《自然-通讯》上发表论文、获得上海市长奖的师资博士后侯宇，“看文献像看新闻一样享受”并以第一作者在《自然-通讯》上发表2篇论文的师资博士后李宇航，以第一作者在《自然-通讯》《自然-能源》等学术期刊发表11篇学术论文的杨双……
这个超级科研团队，是如何炼成的？
“传道者自己首先要明道、信道”，杨化桂对科研的痴迷，既令他的学生触动，又对他们起着带动作用。
从硕博连读到留校做师资博士后，侯宇已师从杨化桂7年，在他眼里，杨老师是个把科研当信仰、把实验当孩子的人：“他经常对我们说，不管你做什么，科研始终是你的核心价值。”
博士生钱岭亦感同身受：“简直可以用‘夸张’来形容。他会废寝忘食地与学生讨论课题，饿了就吃几块饼干；一天睡两三小时，看文献时依然精神饱满。”
杨化桂对科研的热爱，从其经历可见一斑。
2005年，获新加坡国立大学博士学位后，他作为研发科学家任职于美国通用电气（GE）公司高新材料集团，从事高新复合材料、碳纤维材料等方面的研发工作，且连续两年获得“GE爱迪生奖”。但在工业界，一旦产品投放市场，研发人员就得投入到下一个新产品的研发中，而无法针对一个产品进行深入的机理研究，这让一向喜欢探究事物内在影响机制的杨化桂深感意犹未尽。尽管工作出色、薪资丰厚，2007年3月，杨化桂还是毅然作出抉择：从GE辞职，转而去澳大利亚昆士兰大学功能纳米材料中心从事博士后研究。
2008年底，杨化桂受聘为华东理工大学特聘教授，开始组建自己的实验室和团队，并将研究方向由纳米材料转向全新领域：太阳能转换与储存新型材料和器件（光伏，电催化，光电催化及光热化学等）的理论设计、制备和应用基础研究。
“相对于研发工业产品，我更喜欢做基础研究。”简单的一句表述，却将杨化桂的科研初心表露无遗。
正是作为导师的这份初心，影响着他的学生爱上科研并自觉投身科研。
在杨化桂课题组，从没有打卡、点名、签到之说，但是学生们却自觉养成了自律的科研习惯：工作日期间，从早上8点到晚上11点，实验室内都有学生的身影，就连双休日，实验室内的仪器设备也处于工作状态。
而这一切，源于杨化桂对学生科学素养的培养。
杨老师在指导学生 图源华东理工大学主页
不论硕士还是博士，学生加入课题组伊始，杨化桂都有同样的关于科研品味的要求：“成为研究生之后，你就已经进入另一个阶段，由接受知识转变到探索知识，这是身为一名研究生最大的特色。所以，你从一开始就要投入到‘从无到有’的创新当中去，并努力实现领域内里程碑式的突破。”
杨化桂以身作则，时刻关注研究领域内的最新研究进展。他强调，在研究生这个阶段，学习是一种“独立自主”的过程。他要求，学生的学习要基于对研究问题的好奇和兴趣，要怀着一颗赤子之心来探索这个领域，学生和老师在科研面前是平等关系，共同拟定实验方案、解决难点问题，从而实现研究工作的不断创新。
即将博士毕业的陈潇感受特别深刻。硕士二年级时，他所从事的热化学制氢方向虽然前景很好，但以当时的项目经费和人力，难以达到预期目标。在经过充分的准备后，他向杨老师提出更换研究方向，立刻得到了杨老师的全力支持。
在科研方面，杨化桂对学生既有平等对话，也有严格要求。对他而言，科研是实实在在的“全身心投入”，他要求学生在实验室内只能做与科研相关的事情，如开展实验、阅读文献、查阅资料，从而为整个团队营造一个良好的科研氛围。而他自己率先垂范，即便是周末和节假日，也会通过邮件形式为学生答疑解惑，力求让每一位学生都能得到第一时间的指导。
实验室的管理也反映了杨老师对学生科研品质的高要求。他将企业的管理制度引入实验室，如：实验仪器实行预约制度，使实验室资源得到最优化的安排和使用；实验室有详细的药品清单，额外购买了药品安全柜，将易制毒易制爆药品单独放置，制定了严格的废液处理规定，所有气体都安装安全阀，安装了氢气检测装置，每天工作完成后都进行一次安全检查；实验室每天都安排专人打扫卫生，每月一次大扫除，保证大家在一个干净整洁、井然有序的环境中工作，等等。
严格规范的管理制度，使得这间不足80平米的实验室里，虽然有20余名师生轮流使用，却始终整整洁洁。
杨老师对学生科研品质的要求，无形中使钱岭对自己的日常生活进行了重新审视，不知不觉中，宿舍也由本科时的随意变得整洁有序。“生活习惯也反映科研品质嘛！”钱岭笑着说。
学生的努力工作再加上杨老师孜孜不倦的指导，杨化桂教授课题组实现了“苦干和巧干”的合二为一。
一是坚持“扁平化”管理方式，让学生的工作效率大幅提升。
杨化桂教授与每名学生直接交流，信息传递快捷、保真，能及时为学生指点迷津，让学生在正确的方向上努力、研究事半功倍。8年里，杨化桂教授的学生由最初的6人发展到如今的20多人，即使这样，杨老师依然坚持每周与每位学生进行一对一的交流指导。
“年轻人思路开阔、有创造力，作为老师，我要做的就是了解研究方向的最新进展，及时与他们讨论研究思路与主题。”这是杨化桂教授对于自己导师角色的定位。
除了每周的一对一指导之外，杨化桂教授每月还要组织各个方向的研讨会，每一名同学在会上进行实验进展和科研问题的汇报，然后这个方向上的全体成员集思广益，杨化桂教授再进行总结与提点，力求使每一名同学在科研上得到最大程度的支持。
重视学术交流，是杨化桂教授门下群英荟萃的又一法宝。
杨化桂不但重视让学生参与学术交流，而且开辟的种类繁多：长期的，与昆士兰大学等联合培养博士生；短期的，有国际、国内学术研讨会、论坛；与兄弟高校、研究所建立合作关系，定期互派学生学习；鼓励学生参加专业培训，等等。对杨老师来说，团队全体出动去异地参加学术研讨会已是常态，2016年确定的学生参会计划就达到了3项。
钱岭想学做光电薄膜技术，需要到南京工业大学和南京大学交流一周。向杨老师提出想法后，杨老师不但在资金方面全力提供支持，还帮他联系好老师，让他安心地投入学习。
“对我们的合理需求，杨老师是不计成本，无条件支持。”李宇航告诉记者，做实验不管药品多贵，只要觉得必要，杨老师总是二话不说支持，参加学术交流也是一样。2014年5月初，一场有关太阳能的国际研讨会在德国召开，侯宇和李宇航提交的论文被接收，还受邀作口头报告。侯宇是华东理工大学2013年“优博培育计划”的重点培养对象，出国交流费用由学校资助，而李宇航却有些犯难了。杨老师大手一挥：“放心去吧，别担心费用。”
在法国作家凡尔纳的经典科幻小说《海底两万里》里，描写了当时世界上绝无仅有的潜水艇——鹦鹉螺，靠提炼海水里的钠制成电池来发电航行。
“用水发电”何时能真实存在于人类的生活中，而非科幻小说里？
“人工光合成”，正是杨化桂课题组科研的方向之一——利用太阳能光/光电/电催化过程，分解水制取氢气燃料以及还原温室气体CO2制取甲醇、乙烯等工业原料。
课题组的另一研究方向，是为新型太阳能电池实现广泛工业化的进程提供助力。
化石能源对环境的污染日益严重，人们对清洁能源的需求也愈加迫切。太阳能近年已成为部分国家和地区的重要能源之一，美国、德国、日本等经济发达国家已初步实现太阳能的规模化开发利用；法国在2016年提出了1000公里“太阳能公路”的5年建造计划。我国在能源“十三五”规划中强调，推动太阳能的多元化利用和大规模发展，是确保2020年非化石能源消费达到15%硬约束的有效途径之一，期间可再生能源将新投2.3万亿元。
然而，成本、效率、稳定性，成为制约新型钙钛矿太阳能电池工业化的三大关键因素。
秉承着“廉价、高效、稳定、无污染”四大原则，杨化桂课题组针对三大难题一一进行破解：在国际上首次构建了能够高效预测对电极材料催化活性的筛选方法，成功开发了具有特定表面结构及高催化活性的Fe2O3催化剂，以替代价格昂贵的白金；制备一种反蛋白石结构的氧化钛阳极材料，将电池的光吸收效率从11.00%提升到13.11%，低温下合成了另一种花状结构阳极材料，将电池转化效率提高到15.71%；首次将一类有机分子组装到钙钛矿表面，实现钙钛矿材料表面分子结构的调控，大幅提升了钙钛矿层的湿度稳定性。
这些工作，都对钙钛矿电池的商业化进程有极大的促进作用。
“科研就是在一堆沙子里淘一粒金子。”“我们现在做的成果，放在漫长的人类历史上来看，会不会是噪音？”“我们用着国家项目基金，就要做为人类发展谋福祉的事情”……杨化桂教授在组会上偶然冒出的一些“经典语录”，听在钱岭、陈潇等学生耳中，却是一位科研工作者对科研的使命感和社会的责任感。
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