新華社上海4月1日電題：黃富強(qiáng)團(tuán)隊(duì)如何攻下多座“跨界科研高峰”

新華社記者王琳琳

鐵基超導(dǎo)，凝聚態(tài)物理奪目的“新星”；三維石墨烯，改變世界的化學(xué)合成“黑黃金”；超級(jí)材料，輕如氣球硬如金屬的“新材料之王”……

在這一座座閃耀的科研高峰面前，一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)若能沖擊任何一座“高峰”都需要足夠勇氣、百倍付出。然而，有一個(gè)團(tuán)隊(duì)卻能在這些“跨界科研高峰”間翻越自如，其“掌舵者”就是中科院上海硅酸鹽研究所首席研究員、科技部重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、國(guó)家杰出青年基金獲得者、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃首席科學(xué)家、國(guó)家“萬人計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才黃富強(qiáng)。

4年合成300多個(gè)新化合物

去年，黃富強(qiáng)領(lǐng)銜的“面向太陽能利用的高性能光電材料和器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能調(diào)控”項(xiàng)目獲得我國(guó)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域最高獎(jiǎng)項(xiàng)“國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)”二等獎(jiǎng)，在太陽能發(fā)電技術(shù)關(guān)鍵材料與器件研發(fā)上取得了一系列跨界原創(chuàng)突破性成果。

“跨界的前提是，要在一個(gè)領(lǐng)域打牢扎實(shí)的基本功。”1996-2003年，黃富強(qiáng)先后在美國(guó)的密歇根大學(xué)、西北大學(xué)等校從事科研，專攻固體化學(xué)。這段經(jīng)歷夯實(shí)了他日后開展跨界研究的根基。

在美國(guó)西北大學(xué)期間，黃富強(qiáng)4年合成出300多個(gè)新化合物，解析了其中約260個(gè)新化合物的晶體結(jié)構(gòu)。彼時(shí)，美國(guó)西北大學(xué)優(yōu)秀的科研人員4年左右才能合成十幾個(gè)新化合物。黃富強(qiáng)的“高產(chǎn)”讓美國(guó)同行既驚訝又佩服，世界知名固體化學(xué)家詹姆士·艾伯斯說：“黃富強(qiáng)在研究組近百名博士后、博士中出類拔萃，他源源不斷的創(chuàng)造力和飽滿的工作熱情讓幾乎所有師生印象深刻、刮目相看。”

為了增強(qiáng)對(duì)產(chǎn)業(yè)的了解，黃富強(qiáng)還在西門子美國(guó)公司研發(fā)部擔(dān)任過主管科學(xué)家，用不到1年半時(shí)間獲得12項(xiàng)專利，撐起了整個(gè)熒光材料研究部的“半邊天”，該研究部時(shí)任技術(shù)總監(jiān)查爾斯·切諾特博士說，“黃富強(qiáng)能申吉尼斯世界紀(jì)錄”。

科學(xué)無國(guó)界，科學(xué)家卻有國(guó)界。為了將自己的科研成果寫在祖國(guó)的大地上，2004年，黃富強(qiáng)放棄了美國(guó)杰出人士綠卡和優(yōu)渥的科研生活條件，毅然回國(guó)。

敢于跳出框框才有靈感頓悟

固體化學(xué)，是黃富強(qiáng)的“看家本領(lǐng)”，但在科研產(chǎn)出上，他卻“八面開花”：在以鐵基超導(dǎo)、三維石墨烯、超級(jí)材料為代表的多學(xué)科領(lǐng)域高影響力SCI（科學(xué)引文索引）論文超300篇，近5年被引用超過1.2萬余次，最高單篇引用近700次。

中科院上海硅酸鹽研究所所長(zhǎng)宋力昕總結(jié)：“黃富強(qiáng)是一個(gè)有獨(dú)特創(chuàng)新方法論的科學(xué)家，總能產(chǎn)生別人少有的靈感和頓悟。”

2015年，博士生董武杰在做鋰電池負(fù)極材料實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，用課題組獨(dú)特方法制備出的黑色二氧化錫在與石墨烯疊加后，復(fù)合材料的容量遠(yuǎn)超理論上的最高值。“這顯然是反常的。排除了誤操作和誤差的可能，我們確定實(shí)驗(yàn)可重復(fù)。正準(zhǔn)備發(fā)表論文，黃老師立即阻止我，他認(rèn)為還要跳出前人推論，以固體化學(xué)為基礎(chǔ)，深入探究反常現(xiàn)象原因。”

在黃富強(qiáng)指導(dǎo)下，董武杰首次提出并驗(yàn)證了“導(dǎo)電性影響電極反應(yīng)機(jī)理電極轉(zhuǎn)化可逆性”的猜想，并發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)材料期刊《先進(jìn)材料》上。董武杰說：“從小習(xí)慣了按部就班、有板有眼地學(xué)習(xí)，黃老師要求我們跳出框框、自由探索，給我的思維習(xí)慣帶來了巨大轉(zhuǎn)變。”

在黃富強(qiáng)看來，獲得科研靈感和頓悟也有“秘訣”。一是要比別人多問幾個(gè)為什么，謙虛好學(xué)。二是要擺正自己的位置。“很多人做科研常把自己擺在敬畏和崇拜科學(xué)的位置，我喜歡把自己擺在與科學(xué)平等、甚至超越的位置。科學(xué)家要有‘英雄氣概’，沒有膽識(shí)，困難面前就會(huì)退卻。”

做有用的化學(xué)和材料

黃富強(qiáng)團(tuán)隊(duì)不僅“高產(chǎn)”頂尖論文，更為難得的是，轉(zhuǎn)化應(yīng)用也紛紛落地。

2014年，團(tuán)隊(duì)開發(fā)出低成本薄膜太陽能電池制備新工藝，搭建了國(guó)內(nèi)首條穩(wěn)定運(yùn)行的中試線，與企業(yè)聯(lián)合建立的光伏并網(wǎng)示范電站運(yùn)行超過3年。2017年，團(tuán)隊(duì)成功研制出可4000次循環(huán)充放電、6分鐘快充容量達(dá)90%的高功率、長(zhǎng)壽命石墨烯動(dòng)力電池。2018年，團(tuán)隊(duì)將超級(jí)材料的技術(shù)，應(yīng)用于治理城市黑臭河道和污水，現(xiàn)已啟動(dòng)與安徽省肥東縣的示范應(yīng)用。

讓中科院上海硅酸鹽研究所副研究員林天全印象最深的是，“黃富強(qiáng)一直倡導(dǎo)基礎(chǔ)科研也有產(chǎn)業(yè)使命，我們要做有用的化學(xué)和材料”。

黃富強(qiáng)認(rèn)為，在基礎(chǔ)科研領(lǐng)域，各學(xué)科間表面看是“跨界”，本質(zhì)上卻相通，基礎(chǔ)科研與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用也相通。“科學(xué)技術(shù)是個(gè)‘寶貝’，會(huì)發(fā)出不同波譜。只要保持開放心態(tài)，敢想、敢闖、敢試，自然會(huì)接收到波譜傳來的能量，加速成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用。”