鮑捷:送給人類「另一隻眼」
當8月中旬「墨子號」的發射,讓人仰望星辰憧憬著量子通訊的未來時,一項基於膠體量子點的突破性技術已腳踏實地多日——鮑捷及其團隊研發的微型「量子點光譜儀」,已進入產業化衝鋒階段。
光譜是物質的指紋,是人所不能分辨的物質指紋。肉眼凡胎的我們,認為兩種顏色和狀態一樣的物質沒區別,光譜卻可見個中差異。光譜儀,是我們了解世界的一種手段,變小後,就能成為人類的「另一隻眼」。
很多研究膠體量子點的人,選擇在前人研究基礎上快速取得成果,功成名就。鮑捷拒絕「套路」,自己踩出了一條路,走得不急不躁,目的地是「顛覆」。
被《自然》評價為「優雅」的成果
1993年,歌手那英的《霧裡看花》正式發行,彼時鮑捷10歲;2015年,身為清華大學電子工程系博士生導師的鮑捷,在《自然》雜誌刊文,「借我借我一雙慧眼吧,讓我把這紛擾,看得清清楚楚明明白白真真切切」這句並不科幻的歌詞,成真。
鮑捷第一次走進公眾視野,是去年7月,他在《自然》雜誌發表論文《基於膠體量子點納米材料的光譜儀》,向世人公布了一種基於膠體量子點納米材料製作微型光譜儀的新方法。
2010年,從布朗大學提前一年博士畢業的鮑捷,來到麻省理工學院莫吉·巴旺迪教授課題組做博士後,後者是世界膠體量子點研究的先驅。充分研究了膠體量子點的神奇後(膠體量子點是在溶液中合成的納米尺寸的半導體晶體材料),鮑捷就有了利用這種材料造光譜儀的想法。
「物質在宏觀條件下,改變其大小,顏色不會發生變化。」鮑捷告訴科技日報記者,但當半導體材料變成納米級別粒徑後,其顏色會隨著大小的變化而改變。這就是納米尺度量子點的「波長與尺度的相關性」——一個量子點隨著尺寸的不同,發出(或者吸收)的光的波長也不同。經過三年多的研究,鮑捷找到了一套辦法,利用這些材料在非常寬的光譜範圍顏色連續而精細可調的特點,製造出微型的光譜儀。
同期的《自然》雜誌還刊登了美國西北太平洋國家實驗室科學家的專題評論文章,文章說「這種優雅的將納米技術與數碼相機影像感測器集成的方法克服了多種現有技術所面臨的困難」「將來,我們可能會看到微小的、高解析度的量子點光譜儀在太空任務或家居智能感測器和物聯網中被應用。」
相比量子點微型光譜儀可能產生的「顛覆性」而言,《自然》的評價顯然「優雅」了許多。
「大事化小」,是核心原理革新的結果。已經存在了一百多年的傳統光譜儀,因為光柵分光的物理原理限制,在實際中難以小於一本字典的大小。而鮑捷團隊做的光譜儀,看起來更像是一枚手機晶元。
「一種技術大幅度的量變,往往會帶來革命性的質變。」鮑捷說。今天需要白大褂們在實驗室內進行的專業分析,明天可能僅僅是拿出手機「掃一掃」,就可以進行食品安全檢測;果實成熟度、甜度的檢測;藥品真假、毒品鑒別等。
拒絕「套路」的冷峻「青千」
POLO衫、工裝短褲,初見鮑捷,你會驚訝於他的年輕。若在清華校內剛好向他問路,你第一句話一定是「同學,請問……」而非「老師,請問……」
來課題組做博後的賈雁鵬,永遠忘不了見到鮑捷的第一面。一個周末,樓道內沒有人,電梯里出來一個跟自己差不多大的年輕人。賈雁鵬沒注意,直到鮑捷問他,你就是賈雁鵬吧,他才反應過來:這就是跟我電話中聯繫的「青年千人計劃」專家「鮑老師」啊!
鮑捷聲音不高,語速不快,氣質冷峻。巴旺迪教授課題組以膠體量子點研究見長,當大部分人都專註於已經有一些既有成果的光伏電池、生物檢測或量子點顯示等領域時,他卻另闢蹊徑,選擇了未曾有人嘗試過的新型光譜儀的研製。走一條不同的路,意味著面臨的困難更大更多,需要的勇氣和毅力也更多,但似乎這就是這樣氣質的人乾的事。
「別人三年可能同時在做幾個方向,鮑老師卻專註於這一個方向。」課題組科研助理張大偉告訴記者。而研以致用,將其產業化也是目前鮑捷工作的一個重心。
圍繞這一核心技術,材料的製備、性質的研究、集成技術的開發、器件製作的工藝、在不同領域的應用……鮑捷方方面面都會關注到,還不斷與醫療、手機等相關企業商討合作方案。
「冷峻,可能是有時鮑老師保持頭腦和工作狀態的一種方式。」張大偉說。記者了解到,在接受採訪的那個下午之前,鮑捷與美國視頻會議直到凌晨兩點多,接著早起六點多又是開會,直到下午一點半見到記者。
而得知鮑捷本科時曾是清華射擊隊隊員之時,這氣質似乎就更合邏輯了。
張大偉說,別人說話時,鮑捷都沉默傾聽,但他的大腦在飛速運轉,然後給你提出犀利的問題、想出指導方案或者解決方向。
「試圖有業餘時間」的導師
「他生活中一點也不冷。」張大偉記得自己剛來課題組報道時,鮑捷對他生活百般關心,讓初來北京的他倍感踏實。
由於年齡相仿,鮑捷跟大家很容易「打成一片」,他業餘時間偶爾會跟大家打打羽毛球。9月5日,里約奧運奪冠的中國女排來到清華,鮑捷也和大家一起前去祝賀。
愛好廣泛的鮑捷,一旦回到科研工作狀態,那就是一絲不苟了。賈雁鵬說,每次跟鮑老師彙報,都要做120%的準備,以防被他問到手足無措。
鮑捷基本上平板電腦不離身,常利用碎片時間記錄安排工作。「包括等女排出場的時候。」張大偉說。
這也引發了一個有意思的話題,課題組的小夥伴們從來沒見過鮑捷發朋友圈,他們一開始以為是鮑捷屏蔽了他們,後來有好事者專門分析了鮑捷的微信界面後得出結論:鮑老師有微信,但從不發朋友圈。
記者問鮑捷:「你有業餘時間嗎?」
鮑捷笑答:「試圖有。」
「我們的產業升級需要國際上領先的技術,需要做國際上從來沒有人做過的東西,還要做應用前景廣闊的東西。我希望這樣的技術能在中國生根發芽。」這番話用他冷靜的嗓音說出,顯得格外真誠,不含水分。
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