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小程故事 | 登上JMCA封面,成果发表在Nature子刊上!哈工程,成就他的无悔选择!

聆听的 哈尔滨工程大学 2023-03-25

编者按:当同学们怀揣梦想、带着朝气来到我们这所“军工圣殿”“精英摇篮”,你是否已经适应全新的大学本科或研究生生活?是否找到了自己的学习窍门和方法?

贴心的小程为你上新了新栏目——“小程故事”,邀请优秀“小程”撰写自己的学习研究成长经验故事,并精心录制成音频,希望可以让大家“取取经”“探探路”“开开窍”。


作者简介 /Profile/

张凯,男,共青团员。本科就读于东北农业大学电气自动化专业,2013年考入哈尔滨工程大学理学院攻读光学工程硕士学位。研究生期间,相继在NPG Asia Materials,Journal of Materials Chemistry A(JMCA)等国际期刊上发表SCI论文6篇(一作4篇),均为JCR分区1区。


其中,在直接甲醇燃料电池催化剂研究中取得的新进展以第一作者发表在《Nature》杂志子刊NPG Asia Materials(IF:10.12),被编辑和审稿人评价为“燃料电池领域的一项重大进展”。出于编辑对文章质量的高度认可,受邀为JMCA期刊分别制作了杂志当期的内封面和封底,并且其中一篇文章被收录在2014 Journal of Materials Chemistry A Hot Articles。


1

为什么要考研究生

2013年4月份的一天,我第一次进入了哈尔滨工程大学理学院的大门。对于来来回回逛了这个校园十多遍的我而言,眼前的一切都显得极其陌生。


当时的我很是迷茫,问自己怎么会站在这里?来这里我要干什么?来这里我能干什么?由于本科时期的努力程度不够,希望通过考研来实现自己曾经隐隐约约定立过的科研目标。


能够进入哈尔滨工程大学继续深造,让我觉得十分幸运,因为我还有机会去弥补自己,未来还有三年的时光可以填充之前四年的不足。


经过一段时间的沉淀和思考,我终于想明白自己为什么会站在理学楼里。站在里面,是因为我失败过。更重要的是,站在这里我将有机会去弥补自己的失败,它给了我从头开始的机会

2

读研期间要干什么

2013年8月24日,我正式成为哈尔滨工程大学的一员,成为理学院的一张新面孔。在这里我开始了自己新的校园生活,开始解答自己心里的第二个疑问,来这里我要干什么?


我心里有一点十分明确,就是无论我要干什么,最终的目的与结果都是要不断努力地去充实自己、完善自己,保证自己的每一步都是在前进,决不后退


怀着这种目的我开始了研究生阶段的实验室生活。正确的心态让我觉得无论做什么都充满活力与动力。因为本科专业所学专业与研究生阶段专业的相关性不大,我也遭遇了万事开头难的困境,在实验室接手师兄的第一个实验,我做了三个月。一次次重复,一次次失败,每次失败都让自己脑子里感到一片空白。


对于师兄们来说这是一个再简单不过的实验,于我而言它涉及物理、化学和纳米材料科学,而我既不懂物理,又不学化学,更不知何为纳米材料科学。


我认为是中间合成步骤出了问题,就请师兄手把手地给我演示这个实验。实验结果出来发现,他成功了,我却又失败了。当时的我很不解,心里全是问号,却又始终找不到答案。


在之后偶然的一天,我看到一个师兄在收集已经干燥好的样品,那些样品因为干燥后失去水分而团聚在一起。我看到他将样品轻轻地研磨成了散开的粉末,教我实验的师兄告诉过我研磨的作用,只是我看到这个师兄研磨的力度比我要小得多。


忽然间我脑子里冒出了一个问题:纳米材料会被人为手工磨碎么?于是我问师兄,问同学,甚至去问过老师,有的说不会,有的说不知道,有的说有可能,没有人遇到过这种情况,没有人可以给我解答。于是我自己去验证,用实验解答了自己的疑问,也因此结束了三个月的失败实验,有了第一次的成功。我第一次感受到了解决问题所带来的喜悦。


刚进入实验室的时候,我的导师告诉我们,研究生的工作不应该是拿着老师的想法与实验步骤去机械地操作,而是培养自己的发现问题、解决问题的能力,研究生的培养应该是趋于脑力培养,而不是体力培养


这次实验后,我深深地感受到了这些话的意义,于是开始重新思考规划自己的研究生生活。我问自己,我是做一个进行实验操作的体力劳动者,还是要做一个用脑子去思考问题、发现问题、解决问题的脑力劳动者?当确定自己的努力方向后我又问自己,在这里我能干什么?于是我开始寻找我在这个实验室存在的意义,我要用实际行动证明我存在的价值。

3

怎么做一名优秀的研究生

面对一窍不通的专业文献,我一遍一遍地去看去啃。刚开始一篇英文文献至少要看三、四遍,耗费两个星期的时间去看明白这些由专业词汇构成的句子。


在经过长达一年的文献阅读与积累后(研究生期间粗略统计细读英文文献不低于120篇,略读百篇有余),开始能够自己去独立地思考,能够有自己的想法,能够自己去发现并解决问题,甚至能够适当地帮助师兄弟们解决一些他们实验的问题。


从那一刻起,说实话我为自己感到自豪,找到了自己存在的意义。之后我更加努力,尽一切可能去完善自己、充实自己,提高自己的专业能力。


2013年12月份,在经过数月的文献与实验积累后,课题组陈玉金导师作为整体实验方案的设计者,我作为实验阶段第一执行人,开始着手开发具有高催化活性和抗一氧化碳毒化的甲醇电氧化催化剂的研究,并与中科院物理研究所清洁能源重点实验室、先进材料实验室以及北京工业大学的研究组合作。


经过长时间探究以及大量摸索实验,终于研究出了一种新型高活性、抗一氧化碳毒化的直接甲醇燃料电池(DMFCs)催化剂铂/碳化钼纳米管。这种催化剂设计不仅降低了铂的用量,而且显著地改善了其在甲醇氧化条件下的耐久性,为设计下一代高活性催化剂提供了一种新的思路。


相关结果最终发表在Nature杂志子刊NPG Asia Materials,被编辑和审稿人评价为“燃料电池领域的一项重大进展”


在此期间,2014年6月我与博士俞海龙师兄二人共同搭建起实验室课题组电化学析氢析氧测试平台。之后于9月2号以第一作者投出实验室课题组第一篇电催化领域文章,编辑和审稿人对于文章高度认可,两周后文章同意接收,并受邀制作了杂志当期的内封面。而文章更是从年刊量两千余篇的论文中脱颖而出,被收录在了2014年期刊的热点论文中。


经过长达一年的文献阅读与积累,并随时跟进二十余种国际论文期刊,我的创新能力与实验设计能力得到进一步加强。接下来通过自己的设计与摸索以及与老师的探讨与建议,用一种极其简单的惰性气体保护高温煅烧方式合成出了尺寸在3纳米以下的碳化钼晶体颗粒,并于2015年2月发表在Journal of Materials Chemistry A,编辑在来信中再次相邀制作杂志当期的封底。


2015年5 月,以第一作者在Physical Chemistry Chemical Physics上发表后续相关论文一篇。从搭建电化学析氢析氧测试平台开始,逐步探索并完善了从样品材料电极的基本制作、测试流程、数据分析、问题发现与处理、注意事项等各个细节,方便实验室各成员学习,并将之编撰成稿。实验室课题组将这定为未来几年发展的重点方向,已据此申请国家自然科学基金一项,发表SCI论文6篇,在投数篇。


科研生活的充实与成功让我可以骄傲地对自己说,三年的时光我没有浪费,来到这里,我不后悔。


我的付出得到的回报不仅仅是几篇文章的荣誉,更多的是我因此获得的自信,这是对自己的肯定。在此我也非常感谢我身边的同学、朋友,以及实验室的老师和兄弟姐妹们,我的科研成果是整个团队协同互助的体现,课题组的每个成员都为此贡献出了自己的智慧。

4

我想对自己和你们说

站在这个校园里面的我们,每个人都可以说自己不聪明,但绝不能承认自己笨。如果笨,就不可能站在这里。


很多事情,我们的问题不在于自己能不能做,而在于想不想做。只要想做,就没有不能做的。而想与不想很多情况下不是个人对于某件事情的意愿问题,而是一个人本身对于生活或事情的态度问题。


不端正的态度才会导致消极的意愿,而消极的意愿会导致惰性的膨胀,惰性的膨胀会导致不充实的时间分配,不充实的时间分配会引起空虚的生活,空虚的生活会引发人的思维紊乱,进而会让人时常胡思乱想,迷茫又犹豫不断。这样的结果只能是恶性循环。


很多时候,我们之所以不去努力,是因为我们有很多的选择、很多的退路。过多的选择与退路会降低我们奋斗的勇气。如果只有一条路可走,别无选择,那么我相信我们每一个人都可以做到勇往直前、义无反顾。


既然如此,为什么我们不把每一个选择都看作是仅有的退路,这样我们无论是工作还是生活都可以永远保持激情与热爱。既然我们有选择乐观的权利,为什么要留下给自己制造悲观的余地


在此,想对新来的师弟师妹们说,希望大家在未来的两年或三年内过得充实而有意义。四年的青春已然离去,等待我们的将是更加美好的未来。

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    哈尔滨工程大学    

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来源 | 《与成长对话 为青春导航》

音频剪辑 | 方旖旎

朗读 | 马云鹏

排版 | 乔凯

编辑 | 李颖超

责编 | 霍萍

审核 | 吕冬诗 金声

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