摘要:青春,可以是在图书馆里奋笔疾书、在运动场上挥汗如雨,也可以是在实验室里孜孜探求、在田野上仰观俯察……青春是一种进行时,它有万般模样。你的青春是什么模样?
青春,可以是在图书馆里奋笔疾书、在运动场上挥汗如雨,也可以是在实验室里孜孜探求、在田野上仰观俯察……青春是一种进行时,它有万般模样。你的青春是什么模样?
今天,我们一起来认识郭城同学,领略他如何为科研加注“滤镜”,演绎出色彩斑斓、充满创造力的青春篇章。
清晨的阳光穿过试管架,在烧杯上投下细碎的光斑。厦门大学材料学院2021级本科生郭城的手指轻敲实验台,这是他四年来重复过无数次的节奏——材料合成、性能测试、表征分析、机理研究。
他在学习和实践中不断攻克每个科研环节,本科期间在Nanoscale、Chinese Chemical Letters等SCI期刊发表3篇论文,被直博保送至清华大学化学工程系。
▲郭城在厦门大学上弦场
郭城在自媒体账号中自称“被材料化工耽误的抽象艺术家”。有趣的他,给查看实验结果取名“开奖时刻”,把文献阅读称作“打怪升级”,将厦大标志“XMU”画进论文封面设计图……这位把科研“玩”出精彩的同学,如何书写自己的厦大生活?
“在科研中寻找乐趣”
在郭城初三时,一次白磷意外自燃让他与科研结缘——他在老师指导下取水扑灭白磷后,烟雾瞬间充盈整个教室,神奇的场景让郭城感到惊喜又有趣,埋下了对材料科研探索的兴趣。
进入厦大后,他在大一便联系材料学院的助理教授陈洲,申请加入其实验室进行催化材料合成和应用研究,并在陈洲的指导下申报了国家级大创项目和校长基金项目。
▲郭城在实验室做实验
光解水析氢(PHE)能够在太阳能驱动下分解水生成氢气,是将太阳能转换为氢能的一种可持续方式。但目前 PHE 过程中光腐蚀破坏、析氢速率低等问题导致其很难实现工业化。因此,开发具有高稳定性、高析氢速率、能大规模应用的光催化析氢材料是郭城加入陈洲团队的第一个研究课题。
由于实验设备位于不同实验室,郭城常常在材料合成、性能测试、产物检测三个实验室来回,仅凭日常穿梭实验室,每日步数便“轻松过万”。为了合成目标材料,他每日阅读大量文献、频繁找老师探讨,在经历了多次实验失败后,最终成功地将ZnO制备得到中空ZnS。
▲中空PdS QDs/Zn₁₋ₓCdₓS 复合材料的合成步骤
然而仅在中空ZnS制备形成中空Zn₁₋ₓCdₓS这一步,郭城就耗时近半年:温度太低材料可能反应不完全,温度太高中空材料又有可能坍塌。初步筛选后,他从水温140℃试验到200℃,每次材料反应平均需十几个小时。合成后,肉眼也无法看出材料是否反应完全,还需做材料表征分析,再进行制备方案优化。
在密密麻麻的实验记录中,郭城调整了元素比例、又多次转变了思路,最终确定了180度的水热温度并制备成功。虽然实验已经顺利完成了,郭城还是追加了一步:在催化剂表面原位修饰PdS量子点进一步增强光生载流子的分离能力。研究的相关论文于2024年成功发表在Nanoscale上。
“实验其实没有失败,只是可能不符合你的预期,这时候只要去分析为什么会这样,再根据实际情况调整,就有成功的机会。”郭城说道:
“可以把科研看作打怪升级,一关过了再来一关,不断升级,其实特别有成就感。”
今年,郭城顺利完成了他的毕业设计——双功能光催化剂设计与塑料光重整升级,针对塑料聚乳酸降解速率慢的现状开展研究。聚乳酸主要是吸管、包装袋和勺子。为此,郭城跑遍了各个品牌的奶茶店,了解奶茶杯和吸管的材质,最终他在毕业设计的应用扩展部分,用奶茶店的吸管成功论证了研究的应用可行性。
在复杂枯燥的科研生活中,郭城总是保持积极乐观的心态,在科研中给自己制造乐趣、寻找激情,从而为科研工作带来新的思路和方法。
让科研“看得见”
“做实验很重要,如何讲好故事也很重要。”是陈洲常教导郭城的一句话,阐释科研理念、可视化科研成果的能力在科研工作中不可或缺。在严谨科研与艺术传播的联结中,郭城找到了独属于科研人的趣味与温情。
在大二下时,郭城虽然成功生成了符合研究目标的光催化剂,但如何向学界阐释科研理念、展示材料的特性成了论文发表时的难点。除了辅修数理统计学,郭城还自学了Materials Studio建模,与团队合作为论文需要阐释材料结构、性能的各部分建模绘制配图。建模软件的虚拟世界中,充满想象的色彩和构图让郭城不断感受着可视化的魅力。
抱着让论文更加完善的想法,郭城决定为论文绘制一张图,更好地展示研究内容。但在中空材料的设计和光线表达上,他遇到了障碍。于是,他找到了曾做过3D建模的同学龙新锐,两个人持续创作,灵感喷涌而出。初稿出来时,二人都觉得天空留白太多,结合氢能在未来交通工具上的应用,他们想到,可以在天空上添加一架飞机,而“XMU”的标志贴在了飞机上。这张极具冲击力和巧思的概念图被用作论文的封面图,也在Nanoscale发表时被其收录为该期的杂志封面。
▲Nanoscale封面(左);材料设计大赛中的作品(右)
在2023年底厦门大学材料设计大赛中,郭城与大创队员用一张张纸片堆积、排列的中空Zn₁₋ₓCdₓS催化剂也出现在了比赛现场并收获了众多关注。对于大家的夸赞,郭城说道:
“能在自己的研究中留下厦大印记是我的荣幸。”
可视化和讲故事的能力也被郭城运用到日常的学习工作中。在大三上时,郭城申请担任了《材料力学(上)》课程的朋辈导师,以“小导师”的身份辅导学弟学妹们的学业。
跟其他朋辈导师不同,郭城采用平板辅助教学,电容笔、拓展坞,他在一笔一画间直观展示自己的解题逻辑。在确保推理正确的基础上,他还常常在辅导中用趣味、生活化的比喻传递自己的想法。逻辑严谨、干货满满的课程受到众多学弟学妹的“点赞”。在同学们反馈时间冲突无法上课后,郭城便尝试把每一节辅导课录屏上传到“哔哩哔哩”平台,提供给同学们随时学习。而这些视频也成为了连续几届同学的学习参考。
▲郭城在进行朋辈导师辅导
“我们的人生不止1678万种可能”
“我喜欢把一件事情讲好、让更多人了解这件事情的感觉,这就是传播的魅力。”
大三时,郭城担任了材料学院第十七届学生委员会执行主席,负责分管学院青年宣传中心。除了运营学院的公众号“XMU天生我材”,还负责学院活动、讲座的展板设计和海报绘制。曾经用PS、AI绘制科研图片的经验,让郭城在绘制海报、设计公众号图文时多次尝试融入自然科学之美。
除去科研和学生工作,郭城也一直追寻着对生活的热爱。从大一开始,他每周会跑两三次步。实验瓶颈期时,他也通过跑步重启自己,激发一些新的想法。三年持续锻炼下,郭城在厦门完成了人生首个半程马拉松。这种挑战极限的心态一直伴随着他,出生莆田、从小与山为伴的郭城,尤其喜欢感受清晨的第一缕阳光,感受突破海拔后的身心蜕变,在大学期间连夜登顶过1803m的高山。
在大四上推免工作结束后,郭城重新捡起镜头,挖掘身边每一处细节,剪出一条条趣味的生活影片。就像他说的“做一名生活的导演”,郭城在“哔哩哔哩”平台将个性签名写为“一个被材料化工耽误的抽象艺术家”,在他的主页里发布着一系列实验趣事和记录生活片段的视频——烧杯里的彩虹渐变、独特的科研技巧、失败实验的搞笑剪辑、爬山时偶遇的晨光……每一帧都是他对世界的独特观察。
“宣传中心的工作经历告诉我,RGB(红绿蓝)一共可以组合出1678万种色彩,但我们的人生可以调出不止1678万种可能。”
科研是他未来至少五年的必修课,可能枯燥却也可“调味”。在郭城看来,任何工作都不会只是一件枯燥的事情,只要为生活添加一层滤镜,就能演绎好自己的人生影片。
文:李文泽、陈思彤
图由受访者提供
排版:孙静君
责编:曾浣浣
厦门大学党委宣传部出品
来源:厦门大学一点号