实验自有“黄金屋”
——访2009年williamhill官网特等奖学金获得者王凯
■研通社记者 陈睿 彭茜 杨李宁
王凯
在许多人看来,化学实验除了捣鼓瓶瓶罐罐以外便是枯燥的数据;其中可能发生的化学危险更让人望而却步。而对于化工系的博士生王凯而言,每天8:30到实验室,晚上10:30离开,花14-15个小时在实验室里研究几乎成了他的生活铁律。可王凯却乐此不疲,因为他找到了自己的小天地,找到了自己的成就感,找到了自己的“黄金屋”。
做科研,也要“经世致用”
王凯一直强调做科研的“经世致用”:“我们做研究是为了解决学科领域一些‘普适’性的问题,并应用于生产实践,而不是单纯的为了研究而研究。”
化工研究是与实践结合的比较紧密的行业,上游有物理和化学作为基础。在博士阶段的研究主要是探讨一些普适性的物理现象和化学反应规律,把化学家在烧杯里合成的东西,应用到实际生产过程中去,把实验室实验转化为产品,进行产业化。
王凯的实验室项目是合成己内酰胺,这种纺织业大量需求的化纤单体,由于韧性好,聚合后常用来作为袜子的纤维。由于我国纺织产业规模大,对己内酰胺的消耗也相对较多,因此在中国仍有一半需要靠进口。这种产品能耗、物耗大,生产过程复杂,需要四步反应才能合成,王凯所做的正是最后合成单体的关键一步。他和实验室的同伴们都希望通过自己的努力提高反应效率,使我国的己内酰胺做到“自给自足”。
这种“经世致用”的研究作风还体现在与企业的合作中。“对于企业来说,他们会考虑生产过程是否稳定,运行是否安全,效益能否提高。因此,科研者在实际操作时,应常换位思考,更多地站在企业角度想问题。”王凯曾做过一个帮助某企业设计化工操作工艺流程的课题。通过对生产设备的改良,王凯使选择性提高萃取率提高了1%。给企业带来了1000万元人民币的收益。“企业方面十分高兴,而看到自己的试验设计改良能够有如此大的经济收益时,自己心里也乐开了花,”提及这次成就,王凯一脸自豪。
即便是发学术论文,王凯也一直强调其实际功效:“我也许不会发在学术领域最前沿的期刊上,但是我会发在化工行业最好的杂志上。”他认为,科研的终极目标是是否把实际技术提高了一点点,探讨制作过程有没有什么普适性的规律,并触类旁通,看看能否用此来指导其它的产品。
困难类型化,心中有底气
科研路漫漫,拦路虎重重。“黄金屋”的第一道门槛,便是类型化困难,分析自己的处境,寻找解决的方案。
科研过程中,最常碰到的是实验反应器堵塞、实验器材过热等小问题。科研人员踏实的品格就是在一次次耐心的调整仪器、修改方案中得到培养的。王凯依然记得那个寒冷的冬日,大家一起做实验处理发烟硫酸,为了保证有好的实验环境,只得大开窗门让空气流通。由于室温过低,硫酸频频结晶,堵住了疏通的萃取器。实验中途大家就不得不一次次把全部器材拆掉,清洗结晶,再重新安装。仅需要半个小时就做完的实验,却要花三个小时在重复的拆卸过程中。“当时急起来一点脾气都没有,”王凯笑着说:“但是现在回头看看,‘勿以小而不为’,合格的博士生正是在这一点点的锻炼中成长起来的。”
方向不明确,思路混乱也曾困扰过王凯。“有时候你所想的和实际的实验效果差别很大。科研无捷径,要想出成果,必须要有明确的目标,否则盲目的进行研究纯粹是做无用功,”王凯说,刚开始接触实验时,在方向的把握上总是欠缺火候。这时候需要经常请教导师,和导师反复讨论,才可能逐渐领会到实验的正确走向。毕竟导师的经验都十分丰富,对大方向的把握都很准确。”
科研的道路并非一帆风顺,总会跌跌碰碰。日复一日的重复操作、紧迫的合同截止时间、急需发表论文的压力、艰苦的实验环境……都曾一一摆在王凯面前。看电影舒缓压力是王凯常有的休息方式,但是在更多的情况下,艰苦的环境只允许他一直向前。王凯也曾想过逃避、想过放弃“但是,坚持到最后就是胜利,科研中应该实事求是的看待问题,顺其自然,一步步地做,总会有克服的时候!”凭着一点点的坚忍,原来的“硬骨头”就可以被啃下。
“不要轻易否定自己,不能没有自己的想法”
跨过了第一道困难门槛,第二步就得知道在科研过程中学什么,具备怎么样的科研素质。王凯有着自己独到的体会。
“独立开展科研的能力很重要,在科研中要有自己的想法、认识,自己确定方向。”王凯说,在科研最初阶段,导师扮演着指引方向的角色。会给同学很多想法,然后同学再具体操作。但是随着科研的深入,学生逐渐成为“科研的一线观察者。离实验最近,会发现许多报告难以描述的现象。”实验中的现象可能会与最初的设计方向发生偏差,但这时不要轻易否定自己,不能没有自己的想法,要积极主动地和导师交换意见。此时,导师的角色渐渐成为科研的伙伴。而到了最后,学生研究的小领域可能会比比导师认识得更为深入,毕业后甚至可以指导别人开展试验。
“博士毕业时,最重要的评语应该是能否‘独立思考、独立判断、独立开展科研’。譬如我写第一篇文章时,导师基本上给我重写了一遍,修订模式,全篇通红;而到了现在,导师除了修订一些语法、错字,都可以直接投稿发表了。”
做科研还需具备过硬的心理素质。王凯还记得刚来时去做集团就业网的性格测试,发现抗挫折能力非常低。而毕业时再去做,抗挫折指数竟达到90%以上。
“有时候,读博很辛苦,压力很大,纸面的理想设计和实际的操作是有差别的。在摸不着方向的时候真的很难受,”他说:“但是踏踏实实每天工作,把压力顶过去了,心态就会变好了,以后工作中再面对此类挫折,就不觉得有什么,就会变成心理上比较成熟的人。”王凯把做科研比作跑3000米长跑,刚开始的时候会觉得很累。但是当跑到了第6圈的时候,就会觉得轻松了。从入学到毕业,挺过最初的“2000米”,之后的路会顺畅很多。
“实验室研究还把我们都培养成了商务谈判高手。”王凯笑着说,实验室不是闷头机械的做试验,常需要积极地和人打交道,锻炼表达能力和人际交往能力。比如汇报工作,开会交流、购置实验器材设备等。
“要想得到别人的指导,必须把自己做的事情跟别人讲清楚,这就需要锻炼自己的表达能力。与企业合作也要站在企业的角度去思考,学会协调问题,”王凯说。为了培养学生这方面的能力,王凯所在的实验室每周都开学术例会,由两位同学做学术报告,并接受别人的提问。而购买仪器药品时,王凯还要经常和厂商、供销商打交道:“为了拿到最低的折扣,每次都像是在进行‘商务谈判’”,无形中,我们的谈判能力都得到了增强。”
两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山
在实验室中,王凯收获了深厚的师生情谊。骆广生教授是王凯的导师,四年的朝夕相处使他们情同父子。骆广生教授老师言传身教,潜移默化地影响着王凯。“骆老师几乎每一天都是在实验室。工作间隙工作中,他总会和我深刻的讨论课题的进展。他经常身体力行,手把手的教同学做实验。那次冬天的拆卸仪器清洗时,他就在我身边。看到试管冻结了,他二话没说,戴上手套一起清洗,”每每谈到导师,王凯总是满怀崇敬与感激。
在实验室中,王凯收获了科研团队的合作伙伴。“科研最重要的是合作。” 王凯的暑期社会实践选在安徽六国研究磷酸产业循环经济项目上。团队小组分工明确、相互配合,一遇到问题大家就当场讨论。最终他们成功地为综合利用氟、钙、硅等资源探讨出可行方案。在实验室里他和同学们也总是相互配合,遇到问题首先想到的就是发挥集体的智慧:“一个人闭门造车是做不成大事的,科研成果是一个团体的结晶,碰到问题,只有通过寻求他人帮助,大家齐心协力,才能攻克难题。”
在实验室中,王凯还收获了成就感:“实验室就像一个小型的化工厂一样。所有的设备都需要自己购买、自己组装。经过一次次的试错,最终成功的完成了反应,心里特别满足。”从大四开始进实验室到博三,王凯已经跟实验室“结缘”了七年,但他从不觉得枯燥。 “在实验室中,每天都会有新发现、新收获,这也是对动手能力的培养。”王凯说,“日学一技”让他始终保持着对实验室的兴趣与热忱。
功夫不负有心人。持之以恒的付出使王凯终于踏进了实验室里的“黄金屋”,收获了科研的丰厚回报:短短的4年里,他共发表论文14篇(其中以第一作者发表、含接收SCI论文8篇,核心期刊1篇,国际会议论文3篇,国内会议论文2篇);蝉联了2007、2008年度williamhill官网学生实验室建设贡献一等奖;参与国家基金项目4项,工业项目3项;以第一申请人申请发明专利2项,而他成功的开发的年产6万吨纳米碳酸钙的膜分散微结构反应器,更是被工业鉴定成果为“国际领先”水平;今年11月份,王凯又被评上了 “学术新秀”,并拿到了williamhill研究生的最高荣誉:2008-2009年度williamhill官网研究生“特等奖学金”。(编辑 襄桦)