【科学网】西安交大微纳中心：让学生在科学世界自由翱翔

  关于当今高校乃至中国创新人才的培育问题是知识界的热点话题之一，众多社会知名人士更是宏论多多，忧国忧民的心情予以言表。为此，《中国科学报》记者走进西部旗帜高校——西安交通大学校园，一探究竟，到底如何？

  在西安交大校园里，坐落着5个国家重点实验室，4个国家工程研究中心，88个省部级重点科研机构。假如以“气质”分类实验室，有的底蕴深厚，有的气宇轩昂，有的卧虎藏龙，有的朝气蓬勃。而在金属材料强度国家重点实验室的微纳尺度材料行为研究中心（文中简称“微纳中心”），接受媒体采访的许多师生都用“开放”来形容它的气质。

  尊重兴趣，支持创新，鼓励学生在科学的世界里大胆探索，自由翱翔，这是微纳中心的育人理念。“我们的目标是培养具有独立科研与创造新兴事物的能力的国际通用型领军人才。”微纳中心主任单智伟说。

  无论是招募本科训练生，还是面试硕、博士生，“有没有科研兴趣”始终是微纳中心最关注的。在他们看来，兴趣是科研最强大的驱动力

  “材料是热门方向，能接触很多新东西，发挥个人的创造力，非常有意思。”因为兴趣，博士生解德刚在保研时毫不犹豫地选择了微纳中心。不久前，他破解了困扰科学界50年的氢致界面失效现象之谜，并以第一作者身份在《自然材料》上发表研究结果。“我们的目标不是好文章，而是真正有一定的影响力、有意义的问题，当我们把问题研究得非常透彻，好文章是水到渠成的。”他说。

  微纳中心半数以上的教师都是从海外归国工作的，他们的“团队导师制”也自成风格。研究生进入中心，第一学期先接受基础培训，包括中心制度、科研基础、设备使用等，打好基础关；第二学期开始参加各类学术小组，至学期末师生双向选择；第二年则和导师一起制定科研计划，讨论通过即可实施。解德刚和记者说，微纳中心在科研技能上的学习培训效率非常高，往往硕士生在第一年即具备非常扎实的科研技能。“一般来说，经过3、4年培养,我们的学生就能具备很强的独立科研能力了。”青年教师宁晓辉说。

  “生物力学”研究方向在微纳中心内的研究生成员只有博士生朱建学一人。这是微纳中心与第四军医大学口腔医学院合作的方向。朱建学本科学习化学，从纳米力学角度研究颞下颌关节紊乱是他的兴趣所在，尽管中心原先没这个方向，但经过评估分析，导师组都同意支持他深入研究。“可以做自己想做的事，科研也是幸福的。”朱建学说。

  微纳中心还设立了本科生创新工作室吸引本科生及早进入科研世界。现在美国德州农工大学攻读材料科学与工程专业博士学位的岳源，本科毕业设计就在微纳中心完成，他研究的项目是“生拉面的力学性能测定”。在中心的支持下，他自己调研、自己组装、自己编程搭建了一套软性材料拉力测试仪器，系统全面地锻炼了科研能力。“微纳中心教会我什么是真正有意义的科研，也让我充分挖掘出自己的潜能。这里很适合真正对科研充满热情的同学。”岳源在接受记者正常采访时说。

  来自卡耐基梅隆大学的博士后Lakshmi将在西安交大度过五个月的时光。他此行的目的，就是与微纳中心的青年教师田琳一起推进 “非晶材料的力学性能”的合作研究内容。Lakshmi的导师——美国三院院士、卡耐基梅隆大学校长Surbra Suresh 教授，和单智伟教授拥有长期的合作伙伴关系。他们关于此项研究的成果两次刊发于《美国国家科学院院刊》。

  除了卡耐基梅隆大学，微纳中心还与美国加州大学伯克利分校、德国于利希研究中心等10余所世界一流大学和科研机构保持长期友好合作，并携手世界著名纳米力学设备制造商Hysitron公司、世界三大电镜生产商之一的日立公司分别合作成立了校企联合研发中心。

  迄今为止，成立仅6年的微纳中心已经在学校组织了六届国际研讨会，送出多名博士生赴美国橡树岭国家实验室等一流科研机构学习深造，还经常接受世界名校的研究生交流访学。记者曾在中心遇见澳大利亚昆士兰科技大学的博士生阿日新，他研究的是纳米纤维机械性能，需要同时用到电子束/聚焦离子束双束系统和在高分辨透射电镜下的原位定量纳米力学检测系统，而全世界仅有少数实验室拥有这样的条件。在向微纳中心提出申请后，他很快获得了来西安交大访学3个月的机会。

  微纳中心为同学们提供了放眼世界的平台，并鼓励大家在平台上勇敢追梦。“导师常常跟我说，老师不一定在所有领域都是专家，方法很重要，你学会了方法视野要更开阔，要勇于找本领域的专家去学习。”在2012年的美国TMS会议上，研究金属镁的博士生刘博宇遇到了镁合金领域专家、密西西比州立大学李斌博士，他把握机会与其讨论镁合金的力学行为问题，并随后与李斌博士展开合作，在金属镁中发现了第三种室温塑性变形新机制，成果发表在《自然通讯》上，并因此获得TMS 2013年度轻金属分会最佳基础研究奖。

  从研究生到青年讲师，刘博宇的成长一直与金属镁相伴。撰写博士论文时，他调研发现陕西榆林是世界最大的原镁产地，为了了解产业现状，他和团队奔赴榆林考察当地的镁产业，结果却大大出乎意料。“很多镁企业工艺落后，生产条件恶劣，整个产业也处于低谷期。我们很有感触，希望走出校园，走向企业，在搞好基础理论研究的同时，能够为产业技术革新做贡献。”考察回来，微纳中心决心为陕西、为镁产业实实在在做点事。

  10月30日，西安交大举行陕西省金属镁产业高质量发展座谈会，单智伟代表材料学院与榆林市天龙镁业、天宇镁业分别签署校企合作框架协议，帮助企业革新原镁生产的基本工艺，实现低能耗、绿色的规模化生产，同时积极地推进高的附加价值镁产品的研发和应用。11月17日，微纳中心发起中国镁业现状及未来发展座谈会，邀请国内知名学者齐聚研讨我国镁合金技术的研发和产业化，促进产学研合作，打造镁业精品产业链条。由单智伟教授牵头的陕西省镁基新材料工程研究中心也正式获批，将为陕西省镁业发展提供战略咨询，研发高纯镁精练技术并研制相关设备，革新现有原镁冶炼工艺，在实践中培养优秀人才，开创陕西镁业发展新局面。刚刚留校的刘博宇十分兴奋，“作为科研人员，能够用自己所学报效国家社会，义不容辞！”

  “做科研就是问题导向，拿着国家的钱做研究，就得急国家社会之所需！”秉承着这样的信念，微纳中心开创性地从材料力学角度系统研究雾霾。一年多来，硕士生丁明帅用扫描电子显微镜对雾霾的形貌、成分及力学性质进行了卓有成效的研究，发现相当比例雾霾颗粒的强度足以使大部分工业用合金产生摩擦磨损。微纳中心建议，相关企业在生产中应立即采取对应的预防的方法，比如在洁净间进行精密设备的组装、对滑动部件的间隙进行密封处理以及对那些需要吸入外界空气的引擎添加特殊过滤器等来防止或降低雾霾的危害。如今，微纳中心继续投入到室内和室外雾霾防护等项目的研究中，并与西安市环境监测站紧密合作，以期为灰霾颗粒物源解析、污染防治和空气净化等做出贡献。

  让学生在科学探索中成长，在开放氛围中创新，在服务社会中历练，一大批优秀微纳学子迅速成长成才，至今已有14余名研究生在读期间以第一作者身份在《自然》《自然材料》《自然通讯》《纳米快报》《美国国家科学院院刊》等著名期刊发表高水平论文，其中两篇分别入选2010和2012年中国百篇最具影响国际学术论文。微纳中心的毕业生45%选择海内外高校、研究机构深造或就职，55%的毕业生任职于国内大规模的公司。无论在哪儿，“用知识回报国家，用科技让世界更美好”，都是微纳人不变的信念。

  由此能够正常的看到，而今且目下，中国处在前所未有的发展好时期，创新人才培育与科学创新水平虽然因历史原因与世界发达国家相比是有一定的差距，但是我们取得了前所未有的进步与发展，赢得了综合国力的大幅度的提高！