【英才风采】高琬婷:灵感自点滴 创新为生活

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  学员简介

  高琬婷,现就读于北京市第八中学,2018 级“英才计划”化学学科优秀学员,师从北京航空航天大学刘明杰教授。

  高琬婷研究的是能使高粘度液体低黏附且流速较快的仿生超滑材料,针对生活中粘性液体的挂壁现象及现有相关材料的缺陷成功进行了设计与构筑。这一创新成果入选了 ISEF 遴选冬令营,并进入了中国少年科学院“小院士”展示活动。

  “酸奶挂壁”激发灵感

  科研的灵感往往是由生活中的细微小事中得到的,善于观察与发现是创新的源泉,来源于生活并应用于生活也是材料研制的目标。一直以来,高琬婷始终对生活中的各种事物抱有提高、创新的想法,总希望它们有所改进,使人们生活更方便。以“酸奶挂壁”为例,虽然它是在生活中困扰我们的“老大难”问题,但常年以来一直没有什么改进的方法,因此造成的浪费也不小。高琬婷从生活中的这种细节入手,细细算了一笔账:这类现象普遍存在于食品包装领域,每年大约有 100 万吨食物因粘在容器底部而被消费者扔掉。从食品浪费角度,她进一步拓展思路——不仅仅是在食品方面,工业输油管也会因粘稠的原油堵塞造成断油等危害。

  有什么办法可以改变这一现象吗?抱着这样的想法,在申报“英才计划”、选报导师实验室之前,高琬婷就有了研究使高粘度液体在材料表面低黏附的表面材料的设想。依据这个设想,她选择了研究材料方面的刘明杰导师,在与导师的面试交流时,导师不但肯定了她的想法,也在这将近一年的学习实践中给予了她极大的帮助与鼓励。

  细心、耐心必不可少

  科研学习的过程首先由相关学习与相关论文的查阅开始。寒假时通过与导师的交流,导师给高琬婷布置了查阅相关论文的任务。一开始,她只是漫无目的地在网站上搜索,由于搜索的关键词都较为口语化,查阅较长时间然而无果。通过再次与导师沟通,在尝试了多种途径后,高琬婷终于找到了自主探索的好方法。“科研学习就是这样,一味地灌输与给予并不能得到真正的学习与锻炼。经过自己详细的思考与查找,再配合导师、师兄的点拨,才能真正地学有所获,达到科研自主学习的作用。”通过查阅文献的经历,高琬婷不断自我改正与完善,终于找到了课题的真正定位,而通过对文献的筛选,也锻炼了她进行概括与筛选的能力。

  与筛选文献一样,在阅读文献中,耐心与细心也必不可少。面对密密麻麻英文字母的各类杂志期刊,需要耐下性子,捋清思路,仔细阅读,对英文阅读能力与理解水平也是考验。面对一本本上百页的硕博士毕业论文,要从中摘取理论性知识,了解研究现状与当前发展,找到对自己有用的实验方法或研究思路,发现待改进问题并寻求解决方案,才算真正读懂一篇论文。

  在做实验的过程中,细心与耐心更是重要。每一步的实验都需要精准地完成,绝对不能有毛躁的情绪与想法。每一步的操作都至关重要,一步做的有点疏漏,前面的工作就要全盘重来。所以一次的成品,需要许多次的操作才能制作成功,这之中,没有了细心与耐心,实验是不可能做成功的。失败只会迟到,从来不会缺席。

  失败不能成为放弃的理由

  反而应当成为动力

  在春季的周末做了许多次实验都非常成功后,高琬婷曾经天真地以为自己会与失败擦肩而过,但是,暑假的实验打破了她的幻想。做了好几次,没有一个是可以进行测试的,而且因为过敏得了荨麻疹,浑身非常难受,想赶快结束当天的实验又把最后一步操作弄砸了,一切都要重新开始。

  提起实验中不开心的过往,高琬婷认为,失败不能成为放弃的理由,反而应当成为驱动继续开展实验的动力。一次次的失败并不可怕,重要的是要总结经验教训,在以后的实验操作中不再犯同样的错误,也就能使实验的成功率大大提升。以信念为支撑,也往往能伴你度过最艰难的时光。

  对高琬婷来说,加入“英才计划”意味着获得了一个能与优秀学生、与各大学知名教授面对面交流的机会。不仅带她提前走进大学实验室,接触高精尖技术与设备的难得机会,还让她有机会提前对科研进行深入了解与探寻。在“英才计划”组织的夏令营中,她得以聆听多位院士与教授的精彩报告,也让她对核酸纳米材料产生了浓厚的兴趣。在夏令营中,与全国各地优秀学生的实验与交流也让她收获颇丰。

  导师简介

  刘明杰,北京航空航天大学教授,博士生导师。2010 年毕业于中国科学院国家纳米科学中心,获博士学位。国家杰出青年科学基金获得者,中组部青年千人计划,国家重点研发计划青年首席科学家。

  刘明杰主要从事仿生功能软活性材料的研究,提出基于多相协同与有序结构的高分子网络设计理念,构筑了复杂环境下高力学性能弹性体材料,并开展了其在软体机器人、可穿戴设备及减阻降噪等领域的应用探索。近年来在国际著名学术期刊如 Nature, Nature Mater., Nature Rev. Mater., Nature Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater. 等上发表 SCI 论文 50 余篇,SCI 总引用 2500余次,其中他引 1800 余次。2016 年获中国化学会纳米化学委员会 -Wiley 纳米化学新锐奖,2014 年获日本理化学研究所研究创新奖(RIKEN CEMS Award),2010年获得中科院院长优秀奖。

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