今日启明星 ︱让传统材料再放异彩 ——小记东华大学材料科学与工程学院罗维副教授

罗维副教授

初识罗维是在上半年的2018年启明星颁证交流会上，罗维所在的东华大学是此次会议的承办方，大家都注意到了这个忙里忙外、憨厚的小伙子。高潮是在当晚的班委选举环节，罗维凭借“表白”和才艺过关斩将，当选班长。我们在旁观察罗维，发现了看似憨厚、“大大咧咧”的罗维其实有非常细腻的、智慧的一面。直觉告诉我们这样的人往往“有故事”。于是我们相约9月初开学伊始去东华大学松江校区听罗维的故事。

父亲是人生第一导师

罗维是陕西咸阳人，其父长期从事材料科学领域的研究，其母则在企业从事质量认证方面的工作。在小罗维的成长岁月里他和母亲待在一起的时间多一些，母亲是一个特别支持丈夫的人，她把家里收拾得井井有条，且从来不会要求什么，而父亲只要一有时间，就会帮着母亲做家务。两人对生活质量要求都不高，家庭生活简朴而温馨。罗维就是在这样一个融洽和谐的家庭氛围中健康成长起来的，因此性格也十分温良。小学时，罗维每临寒暑假都会到爸爸的实验室去，耳濡目染从小就感受到了科研的氛围，懵懵懂懂中埋下了日后对无机材料的研究兴趣。如果罗维期末考试没有考好，父亲再忙，也会在暑假里抽出大段时间给他复习补课。父亲平时话不多，待在家里的时间也不多，但是对他的学习要求一直很严格，就算没有在言语上表达出来，但罗维说自己完全能感觉到这样一种压力。而罗维也在这种逐步释放压力的过程中体会到父母的关爱，并在中学阶段就确定自己以后是会跟父亲一样从事科研工作的。

高考选择专业时，罗维本想选择化工或者材料专业，但父亲不建议他在大学本科的时候就选择方向相对较窄的领域，而认为与化工、材料两者相关的化学专业是一门基础学科，也是一门与各个科研领域密切交叉的中心学科，如果基础打得扎实，以后想转到其他相关的研究方向都较容易，这样本科的几年学习也可以让自己有更多的时间思考以后真正想研究的方向。这是平日言语不多的父亲在儿子作重要抉择的当口给出的建议。罗维明白这也是父亲根据自己多年的科研经验并结合对儿子能力的判断提出的建议。他相信父亲的判断，选择了化学专业，最终被南京工业大学应用化学专业录取。

罗维的高中同学中有很多是父亲同事的孩子，且很多都考上了一流的名校，有段时间罗维觉得自己十分对不起爸爸。因此他下定决心在本科时一定要好好学习。罗维在本科和研究生阶段学习了很多关于有机化学的知识，也做了很多有机化学实验和探索研究，但正如父亲所言，通过几年时间可以更了解自己，如对什么研究领域更感兴趣、自己的优势在哪、真正想做什么，从而选择出最适合自己的那条路。也许是从小受到爸爸的影响，罗维觉得自己还是对无机化学、无机材料更有感觉。于是在读博深造中他报考了复旦大学化学系从事介孔材料研究的赵东元院士的博士研究生。

由“操作工”向科研人员的转变

2009年，罗维进入赵东元院士课题组攻读博士学位。赵老师课题组研究的主要方向是围绕介孔材料做一系列的合成、结构调控、性能与应用探索等，凭借在介孔材料领域做出的深厚和系统的研究工作，课题组成果非常丰硕，赵老师在国际上相关领域的地位也非常高。介孔材料具有极高的比表面积、孔容以及种类繁多的孔道排列方式，因此在诸多领域发挥重要的作用。   

当赵老师了解到罗维的有机化学背景以后非常感兴趣，因为这是拓展介孔材料种类，控制有序介观结构的一个新的突破口。他十分鼓励罗维采用有机合成和高分子合成的方法来制备一些特殊的嵌段共聚物模板剂，从而进一步推动介孔材料的发展。虽然研究前景得到导师认可和看好，但对罗维而言，从有机化学专业转到无机化学专业，要学的东西非常多。为了尽快适应，罗维花了一年多的时间来学习无机材料的表征、实验操作等，也因此他比别人花了更多的时间来攻读博士学位。

讲到赵老师对自己的指导，罗维举了模板剂的例子。模板剂是介孔材料之所以具有有序介观结构的基本原因，通常是可以通过商业化购买来获得的。但赵老师鼓励罗维利用自己有机化学的专业背景来研究无机材料，将有机化学和无机材料结合起来，设计、合成市场上买不到的具有独特结构的模板剂。这样的尝试即使不成功也很值得。受到激励的罗维经过自己的努力确实把自己实验所要的模板剂合成出来了。当然，这只是第一步，接下来还要用自己合成的模板剂制备介孔材料。罗维喜欢动手，他花了整整一学期做了几百个样品，但是实验结果都不够理想。心情低落时他找到赵老师讨论，赵老师在安慰和鼓励之后，与他从头开始分析问题可能出在哪，不放过任何一个细节，并让他明白科研进展得顺不顺利最重要的不是做了多少东西，而是要去思考和分析实验本身深层次的东西。这次讨论后，罗维根据找到的问题和导师提出的建议对实验作了改进，最终利用新型的模板剂合成出了理想的介孔材料，顺利完成了博士论文和答辩。这些研究也验证了最初的预测，这个领域确实能做出很多吸引人的研究来。

带领研究生进行有序介孔材料的制备

赵老师让我更有自信

在访谈过程中，罗维数次提到赵东元老师对自己的帮助和影响：“在本科和硕士的时候，我其实对做科研是不太有感觉的，只是按老师指令去做实验。但博士阶段在赵老师这里，他教会了我怎么样去思考问题和设计课题，如何根据实际需要去获得一种有用的材料，我在赵老师这里完成了从‘操作工’到独立、自行承担课题的科研人员的转变。”除了科研能力上的明显提升，罗维还提到自己在与人相处、敢于展示自己方面受益于赵老师的教导：“以前爸爸很严格，我多少有点怕他，因而在家里束手束脚，时间一长就不太愿意与人交流和分享，有时候宁愿走弯路也不去请教或听别人的意见，更不容易向别人袒露心怀。赵老师的亲切和气让我敞开了心扉，而变得开朗、乐于与人交流也得益于在赵老师课题组组会中得到的锻炼。我们当时的组会分成三个部分：一是培养学生的英语表达能力，找到一篇最新的英文文献用英语介绍其主要内容；二是最近两周的文献综述，这也需要很强的英语阅读能力和总结归纳能力；三是汇报交流自己的研究工作。我花了一年多的时间来适应这样的组会节奏。从不敢交流到很自如地报告，这都是赵老师对我的帮助和指点的结果。”

以上大段引用罗维的表述，是因为他提到的赵东元院士也是我们访问过的多位启明星的导师，赵老师不仅是纳米介孔材料研究的世界级科学家，更是一位引领许多年轻学子走上职业科学家之路的“掌灯者”和诲人不倦的教育家。我们做启明星专题报道的一个出发点就是希望能从众多星友的成长经历中总结一些人才培养的规律，其中受教于杰出的科学家及其团队就是被不断提到的一条。

再遇贵人，开拓全新研究方向

博士毕业后，罗维即入职东华大学材料科学与工程学院。江莞教授是国内知名的功能陶瓷研究专家，江教授及其课题组前几年被东华大学引进，罗维是以江教授团队成员的身份进入东华大学的。江教授与团队主要成员王连军教授、罗维在偶然研究中发现：介孔材料具有极佳的烧结活性，使用这种粉体材料作为烧结原料，有望实现纳米晶块体材料的低温制备。于是，江教授鼓励罗维在这个全新的领域进行研究。做科研的年轻教师都知道，刚刚起步的阶段是十分艰难的，无论是课题经费、实验室设施还是学生生源都是空白，但罗维说他非常幸运再遇贵人，江老师把自己的资源分给了罗维，并为他提供了一个宽松的环境，包括时间和研究方向上的自由。罗维就这样在没有压力的环境中探索了两年。这两年里他的成果产出几乎是空白。其实，刚进校时他就申报了扬帆计划，但是连学校的推荐资格都没有得到。尽管江老师没有给他压力，但他内心还是焦虑的，如果迟迟不见结果，那么江老师让自己带教的几个学生怎么毕业？“压力山大”之际，江老师仍然鼓励他把基础打好最重要，项目不代表一切，把工作做好了以后机会多的是。江老师的鼓励和实实在在的支持让他在这最重要的两年里没有慌乱，基本上能静下心来做科研。

2016年到2017年，蛰伏两年后的罗维终于爆发了，他作为第一作者或通讯作者先后在Journal of the American Chemical Society、Advanced Materials、Nano Energy、Advanced Functional Materials和ACS Nano等杂志上发表了多篇文章，大部分文章影响因子都在10以上。罗维说，正如江莞教授所言，踏踏实实做科研，有了成果后各种项目也会接踵而来：罗维先后申请到了上海市青年科技启明星计划，青年拔尖人才开发计划，国家自然科学基金青年项目、面上项目等，并于2018年获得了国家自然科学基金优秀青年基金的支持。在谈到启明星计划时，罗维脱口而出：“竞争太激烈了！我很幸运，赶上了启明星的末班车。启明星是科研人员特别重视的一个人才计划，资助的力度也比较大。而且现在的评审也不只是看发了多少文章，有特色的研究方向更受关注。”

不追热点有定力，坚信传统材料会迎来第二春

采访到这个时候，我们希望罗维讲讲他在介孔材料低温制备传统块体材料（如玻璃、陶瓷等）方向的研究进展，这也是他申报的启明星项目的工作。罗维从介孔材料说起，所谓介孔材料，是指一类孔径分布在2～50nm的多孔材料。由于具有较大孔径尺寸、多元化骨架结构以及较高比表面积等优势，介孔材料在催化、分离、吸附等重要的应用领域，甚至在传感、药物控释、能量存贮与转换等高新技术领域均具有广泛的应用前景。在介孔材料的传统研究过程中，研究者都只注意到利用孔道的各种性质，而罗维的研究则是独辟蹊径，利用这种材料所具有的高烧结活性，在相对低温（1000℃以下）的条件下将其烧结，获得高致密度的块体材料。这比传统方法制备块体材料的温度低了近800℃，大大降低了制备的能耗。此外，低温条件能够最大程度地保证掺杂的功能性组分不受到破坏，从而获得功能性材料。例如，现有的LED封装材料硅胶容易老化，而用光功能组分负载的透明玻璃材料替代可大大延长器件的使用寿命。 

低温烧结的优势显而易见且意义巨大，因此材料领域的科研工作者在烧结方法与工艺的改进上做了很多探索，但是所取得的进展较为有限。事实上，从2014年进入江莞教授的团队，罗维想做的就是从烧结原料上做出改进，获得性能更加优异的烧结粉体，走出一条利用介孔材料的高烧结活性来制备致密化块体材料的全新的研究之路，目前，罗维所在的研究小组也是世界上首个开展这方面探索研究的课题组。

罗维坦言，尽管他对这个介孔材料低温烧结的探索很有信心，江教授也包括他的父亲都鼓励他“咬定青山不放松”，但目前来说，课题组对介孔材料烧结的过程与机理还有待进一步深入研究，低温烧结的体系数目也需要拓展，且某些介孔材料的成本相对较高，还无法工业化。因此，罗维下一步探究的方向是深入了解致密化机理，从源头出发，根据致密化的过程设计出最适合低温烧结的介孔材料，并研发出最佳的低温烧结工艺，这也是罗维启明星课题研究的内容。

我们发觉，话题一涉及这些材料，罗维就很有话想说。他认为，玻璃等块体材料与我们的生活密不可分，除了传统的用途如玻璃门窗、工艺玻璃等，还可用做大功率LED照明、智能玻璃幕墙以及航空航天等高精尖的领域，对国计民生意义重大。但目前研究传统块体材料的人越来越少，因为这是一个传统领域，能开挖的空间似乎有限，且又和时髦的超微结构等方向难以沾边，文章也不好发表，这样愿意守着这个领域的人就越来越少。但罗维没有动摇，他觉得自己的研究是在创立介孔材料制备块体材料的新合成方法系统，如果能够建立并固化下来，这比发文章的意义更大。他也相信，通过对块体材料的深入探索与研究，能够让这样的传统材料再度成为热门方向。

访谈到此，作为访者的我们对眼前这个年轻人更生出一份敬意：这是一个不追热点有定力、认定方向有韧劲的可造之才，难能可贵！

罗维也想借此次访问向更多的人呼吁，传统材料通过新的方法手段也能赋予其新的功能，希望有更多的人关注并进入到这个领域中，让传统材料再放异彩。 

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