【行業(yè)新聞】清華大學(xué)博導(dǎo)鮑捷：將量子點(diǎn)和光譜儀成功結(jié)合
這不是天方夜譚，只需一個小小的量子點(diǎn)光譜儀就可輕松搞定。而研發(fā)這一“神器”的，正是清華大學(xué)電子工程系副教授、博士生導(dǎo)師鮑捷。
2013年底從美國麻省理工學(xué)院（MIT）學(xué)成歸國的鮑捷，是學(xué)生眼中“最帥的導(dǎo)師”。作為“青年千人計劃”學(xué)者，鮑捷以學(xué)報國，在光譜儀研發(fā)領(lǐng)域采擷了最亮的那顆星，成功研發(fā)量子點(diǎn)光譜儀，宣告全民光譜照相時代的到來。
量子點(diǎn)光譜儀“驚艷”世界
2015年7月，一篇名為《基于膠體量子點(diǎn)納米材料的光譜儀》的論文在《自然》雜志上發(fā)表，學(xué)界因之轟動。“這是人們第一次在光譜儀中使用量子點(diǎn)”“科學(xué)領(lǐng)域上最重要的科研工具之一現(xiàn)在適合于你的手機(jī)”……國外媒體的紛紛點(diǎn)贊，顯示出量子點(diǎn)光譜儀的非同尋常。
論文的第一作者正是鮑捷。同期《自然》雜志還刊登了美國西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家的專題評論文章，文章說“這種優(yōu)雅地將納米技術(shù)與數(shù)碼相機(jī)影像傳感器集成的方法克服了多種現(xiàn)有技術(shù)所面臨的困難”“將來，我們可能會看到微小的、高分辨率的量子點(diǎn)光譜儀在太空任務(wù)或家居智能傳感器和物聯(lián)網(wǎng)中被應(yīng)用”……
量子點(diǎn)光譜儀的橫空出世，是量子點(diǎn)和光譜儀的首次成功結(jié)合，開辟了人類使用納米材料的新方向，具有里程碑意義。
光譜是物質(zhì)的一種“指紋”，是其與生俱來的“身份證”，而作為分辨光波的神奇“眼睛”，光譜儀能準(zhǔn)確測量物質(zhì)“指紋”，從而“一眼洞穿”其化學(xué)成分和相對含量。然而，傳統(tǒng)光譜儀受光柵分光的物理原理限制，在實(shí)際中難以做到小于一本字典的大小，且造價昂貴，高達(dá)數(shù)萬美元。因此，傳統(tǒng)光譜儀一直是實(shí)驗(yàn)室的“專寵”，難以進(jìn)入尋常百姓家。
想要改變，就必須突破。鮑捷上下求索，終于找到納米材料領(lǐng)域的“新貴”——量子點(diǎn)。量子點(diǎn)具有吸光特性，將其縮小至人頭發(fā)絲萬分之一尺度時，量子點(diǎn)的顏色就會隨尺寸改變而改變?！傲孔狱c(diǎn)是能在非常寬的顏色范圍內(nèi)連續(xù)地獲得不同顏色的材料，基于這一獨(dú)特性，它是用來辨別物質(zhì)顏色或光譜的絕佳材選?！滨U捷說。
量子點(diǎn)光譜儀利用不同量子點(diǎn)材料的光學(xué)性質(zhì)，取代了光柵的光學(xué)過濾作用，具有新型傳感器小、巧、輕的特點(diǎn)。甫一問世，量子點(diǎn)光譜儀就“優(yōu)雅地”驚艷了世界，其廣闊的應(yīng)用前景也讓人充滿期待。
瞄準(zhǔn)交叉領(lǐng)域闖新路
成功，從來不是偶然的。跨學(xué)科的專業(yè)背景和長時間的觀察思考，讓鮑捷有了“后發(fā)優(yōu)勢”，他打破常規(guī)思維，以超然的研究視角，蹚出了一條新路。
本科就讀于清華大學(xué)化學(xué)系，博士階段深造于美國布朗大學(xué)，5年內(nèi)學(xué)過材料、光譜等4個專業(yè)，博士后則在MIT從事飛秒激光研究，短短10余年間鮑捷在化學(xué)、生物、物理等多個學(xué)科方向游刃有余，學(xué)術(shù)視野空前開闊，最終“腦洞大開”，將量子點(diǎn)和光譜儀兩種本來“八竿子打不著”的東西巧妙地結(jié)合在了一起。“我們站在巨人肩膀上做科研，雖然巨人難以超越，但巨人和巨人間有可供探索的廣闊空間，交叉學(xué)科就是搭在巨人間的橋梁?！滨U捷說。
發(fā)現(xiàn)真問題，才有新突破。在美國求學(xué)時，細(xì)心的鮑捷發(fā)現(xiàn)很多人愛曬太陽，但紫外線太強(qiáng)可能誘發(fā)皮膚癌，這讓不少人飽受折磨?！耙怯幸粋€能測量不同波長紫外線含量和強(qiáng)度的小型光譜儀就好了?！滨U捷暗自琢磨。
就這樣，制作小型光譜儀的想法在鮑捷心里扎下了根，他推開一扇門，洞見了一個更遼闊的世界。
苦心人，天不負(fù)。量子點(diǎn)光譜儀終于從理念變成現(xiàn)實(shí)。
懷揣一顆報國之心
海外負(fù)笈，以學(xué)報國，這在鮑捷看來是水到渠成的事。
“他身上有老一輩科學(xué)家的影子，懷著一顆樸素的愛國心?！闭n題組科研助理張大偉和鮑捷接觸很多，這份情懷讓他感同身受。早在回國前，鮑捷就在量子點(diǎn)光譜儀的研發(fā)上獲得突破?！皯{借這一顛覆性技術(shù)，他想要留在美國任教絕非難事?！睆埓髠フf。
然而，鮑捷卻并沒想要留下來。當(dāng)清華大學(xué)前校長2013年在美國問他是否愿意回國工作時，鮑捷沒有絲毫猶豫，滿口答應(yīng)。
回到母校工作，實(shí)現(xiàn)了鮑捷的夙愿。歸國之初，實(shí)驗(yàn)室只是幾間空蕩蕩的小屋，一件像樣的設(shè)備都沒有，鮑捷一一購置，慢慢搭建起了完備的實(shí)驗(yàn)研究平臺。在這里，他一次次地試驗(yàn)，成功研制出了量子點(diǎn)光譜儀，開了量子點(diǎn)和光譜儀巧妙結(jié)合的先河?，F(xiàn)在，他又瞄準(zhǔn)前沿領(lǐng)域，朝智能制造、智能傳感、智能分析等領(lǐng)域邁進(jìn)，準(zhǔn)備攀登新的高峰。
“不要把自己局限在一個領(lǐng)域，做研究眼界一定要寬。”這是鮑捷常對學(xué)生說的一句話。他鼓勵學(xué)生廣泛涉獵，并注重培養(yǎng)他們的自主科研能力。
鮑捷對學(xué)生嚴(yán)格，“在算法精度上，別人能做到的，你們也要做到”；但他也很寬和，“我們實(shí)驗(yàn)室從不打卡，鮑老師不會強(qiáng)迫我們，如果狀態(tài)不好，出去玩一天他也不介意。”博士研究生李思敏說。
實(shí)驗(yàn)室的一面墻上，貼著鮑捷跟學(xué)生們的不少合影。照片上，他總是站在最外側(cè)，也像個學(xué)生一樣，笑得燦爛。
創(chuàng)新，需植根于腳下土壤
鮑 捷
《 人民日報 》（ 2017年08月28日 06 版）
“科學(xué)沒有國界，但科學(xué)家有自己的祖國?！苯裉?，中國正行進(jìn)在實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國夢的道路上，對人才的渴求前所未有，對人才的重視也前所未有，這為廣大知識分子提供了難得的實(shí)現(xiàn)理想、報效國家的良機(jī)；同時，“千人計劃”“萬人計劃”等人才計劃的相繼落地，更是為知識分子施展才華、干事創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造了良好的平臺和有利條件。
遵從來自內(nèi)心的呼喚，我于2013年底從美國留學(xué)歸國，回到清華大學(xué)任教。科學(xué)報國離不開科研成果，而成果的取得則要植根于腳下的土壤和實(shí)際的需求。著名科學(xué)家錢偉長說：國家的需要就是我的專業(yè)。這也啟示我們，科學(xué)家瞄準(zhǔn)實(shí)際需求、結(jié)合國家所需做研究是最有價值和意義的，這樣才能不忘初心、行穩(wěn)致遠(yuǎn)。
在不斷實(shí)踐探索中我認(rèn)識到，只有將國外的優(yōu)秀理念和本土實(shí)際有效結(jié)合才能獲得最好結(jié)果。在科研工作中，不斷加強(qiáng)與國內(nèi)專家團(tuán)隊的合作，向本土實(shí)踐家們虛心學(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短、積累經(jīng)驗(yàn)，這樣才能讓我們少走彎路。
惟創(chuàng)新者進(jìn)，惟創(chuàng)新者強(qiáng)，惟創(chuàng)新者勝。國家鼓勵和支持創(chuàng)新，為廣大知識分子提供了無限機(jī)遇。今天，黨和國家對于創(chuàng)新和科技成果轉(zhuǎn)化的高度重視，以及一系列大膽的改革措施，將會免除廣大科研人才的后顧之憂，讓我國科研迎來又一個春天。
