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    “小黑屋”的追光者

    ——記中科院大連化學物理研究所研究員范峰滔

    2021-01-28 中國科學報
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    范峰滔指導學生調試儀器

      范峰滔:中科院大連化學物理研究所研究員、催化基礎國家重點實驗室副主任。主要從事(光)催化劑及(光)催化反應過程的原位、動態先進成像技術的表征研究,在國際上開創了紫外拉曼高溫高壓條件下研究分子篩合成機理的先河;發展了空間分辨的表面光電壓成像方法并在國際上最早將其應用到微納尺度光催化材料電荷分離的成像研究中。面向國家重大需求,從事深海資源探測的現場光譜儀研發工作,曾在馬里亞納海溝創造7449米的紫外拉曼探測世界紀錄。

      中科院大連化學物理研究所(以下簡稱大連化物所)能源樓有一間地下實驗室,被科研人員親切地稱為“小黑屋”。這里擺放著先進的光譜表征儀器和裝置,用來進行光催化等與“光”密切相關的前沿科學研究。其中,大部分儀器設備都是由“小黑屋”的家長——研究員范峰滔,帶領大家一手搭建起來的。這里,也是他追光之旅的起點。

      踏上追光新征程

      范峰滔于2010年博士畢業,師從中科院院士李燦。博士期間,范峰滔便與“光”結下了不解之緣。那時他利用拉曼成像光譜研究了分子篩合成過程機理,并用原位紫外共振拉曼揭示了分子篩催化劑活性中心的結構和演化機理。畢業后,范峰滔留所工作。李燦對他寄予厚望,希望他結合組里多年光譜儀器開發和研究的積累,在光催化領域拓展新方向。

      光催化領域涉及深奧的半導體物理學知識,這對于一直以來都在從事傳統催化表征的范峰滔來說跨度非常大。

      2010年,李燦因病在北京醫治,受當時基于血管成像的介入手術的啟發,與范峰滔幾次打電話交流,認為光譜成像方向值得考慮。這就像一道光,為迷茫中的范峰滔指明了前進的方向。

      追光之路并非坦途。研究團隊發現半導體的晶面對光催化反應似乎有很大的影響。經過一段時間的摸索和調研,范峰滔計劃以原子力顯微鏡、光學和半導體晶面性質為基礎開展工作。由于缺少合適的儀器設備,工作在前期準備階段就卡住了。他們不得不親自設計、自主研發。

      范峰滔帶領團隊制備了大量模型樣品和裝置,多次往返于北京和大連兩地,尋求大儀器公司進行測試,打造合適的配件和儀器。在此期間,范峰滔前往荷蘭烏得勒支大學進行訪問,進一步感受到了儀器創新對于揭示重大科學問題的重要性,也進一步堅定了要發展新的成像表征方法的想法。

      2012年,范峰滔在能源樓地下室找了一間不到20平方米的房間,作為攻堅“戰場”。而成型的設備儀器也陸續搬進去,“小黑屋”就這樣誕生了。范峰滔帶領團隊在此開始了表面光電壓及成像光譜表征方面的研究。

      時光不負追光人

      研究初期,范峰滔團隊每天總能收到很多奇怪的信號。每每回憶起來,他都感慨頗多:“這些沒有規律又無法解釋的信號就像夢魘一樣每天出現在夢中,我半夜常常會被驚醒?!?/p>

      同時,李燦對實驗結果提出的質疑、對儀器性能和譜圖解析能力提出的高標準要求,也激勵著范峰滔務實篤行,不懈奮斗。他們一邊做實驗,一邊繼續學習專業書籍,逐步改進實驗儀器和方法。團隊互相扶持,每天堅持近14個小時的高強度工作。終于,在經歷了漫長而艱辛的摸索后,他們逐漸獲得有規律的信號。歷經四年的努力,相關工作終于取得階段性成果,2015年7月第一篇表面光電壓及成像光譜文章終于誕生了。

      萬事開頭難,在范峰滔的帶領下,相關研究慢慢步入正軌。目前,“小黑屋”小組不斷發展壯大,越來越多的年輕人主動選擇這一有挑戰性的方向。他們面向國際前沿領域,取得了一系列豐碩的成果,受到國際太陽能轉化研究領域科學家的廣泛關注,已在國內外核心刊物發表論文70余篇,并多次應邀在國際重要學術會議上作報告。

      除進行基礎研究外,范峰滔還承擔了多項面向國家重大需求的重要科研項目。他將博士期間使用的紫外拉曼光譜方法引入到深海資源探測中,研發的7000米級深海原位探測紫外激光拉曼光譜儀在馬里亞納海溝成功通過7000米海試驗證,創造了拉曼光譜儀最高深海探測紀錄。

      追光逐夢的領路人

      涉及儀器搭建和測試問題時,范峰滔總是親自上手,和學生們團隊作戰。作為博導,范峰滔甘做學生的領路人,為年輕的“追光者們”指引方向。學生們都說他就像大哥哥一樣親切,穩重而又幽默風趣,平時常常和大家聊天談心,給枯燥的科研生活帶來溫暖和樂趣。

      范峰滔為學生創造了一個開放包容的科研氛圍。對于學生的科研靈感和想法,他支持和鼓勵他們大膽嘗試,勇于挑戰新方向。得益于他的信任,學生們大膽探索,不因害怕犯錯而畏畏縮縮。范峰滔還常常組織“討論會”,講述一些身邊科學家的故事,鼓勵大家不辱時代使命,心系祖國發展,為科技強國建設貢獻自己的力量。

      不論是為人處世,還是科研態度,范峰滔感染著研究組的每一個人,他是“小黑屋”的追光者,也是領路人。未來,他將繼續帶領“小黑屋”一眾追光學子,一同探索光譜的奧秘,在光催化的前沿科學研究領域深耕細作,再創輝煌。(作者:張亞靜,單位:中科院大連化學物理研究所)

     ?。ㄔd于《中國科學報》 2021-01-28 第3版 信息技術)
    打印 責任編輯:張芳丹
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