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21世纪,化学无机新材料的研究与设计、纳米科技的研发与应用及太阳能等自然能源的研究应用已成为科技发展的新趋势,世界各国都在这三大重点科学领域内投入了大量的人力和资金,全球范围内的科技竞争日趋激烈.在我国,有这样一位学者,与世界其他国家那些资深科学家、充满各类耀眼光环的研发团队相比较,他和他的团队无疑是年轻的,然而年轻的他们充满了积极的活力,以富于创造力和积极进取的精神敢于与前辈权威争锋,在学术领域内散发着日益夺目的光彩.他就是中国科学技术大学熊宇杰教授.
英雄出少年
熊宇杰教授1979出生于江西吉安,从少年时期起就展现了在数学、化学等自然科学方面的非凡天赋,曾获得全国高中生化学竞赛江西赛区一等奖、数学联赛二等奖等奖项.他1996年免试进入中国科学技术大学少年班学院教改试点班学习,2000年获得化学物理学士学位后于同年9月继续在母校化学系攻读,2004年提前毕业获得无机化学博士学位.
在校攻读博士期间,熊宇杰师从于我国“长江学者奖励计划”获得者、国家重大科学研究计划首席科学家谢毅教授,曾应邀与谢教授在AmericanScientificPublishers出版的世界上第一部纳米科技方面的百科全书《EncyclopediaofNanoscienceandNanotechnology》和NovaSciencePublishers出版的《ProgressinNanotechnologyResearch》英文专著中撰写综述2章.他在读博期间共申请获得中国专利授权4项,先后获得台湾光华基金会设立的光华奖学金、宝钢教育优秀学生奖、香港求是科技基金会的求是研究生奖、中国科学院院长优秀奖等奖励,并连续获得中国科学技术大学研究生学术论文报告会优秀论文一等奖2次、二等奖1次.
在此期间,熊宇杰的课题是围绕一维纳米结构的合成与组装开展的.一维纳米结构是构建纳米材料器件模型的基础,如何实现准确控制无机一维纳米结构的制备是极具挑战性的工作,具有重要的科学价值和广泛的应用前景.熊宇杰通过原子分子尺度特征结构设计并开发出新的材料制备方法,在相对温和的条件下实现并解决了以往纳米结构和物相同时控制性制备过程中比较难解决的问题,并发展为普适性制备路线.特别的是,他建立和发展了特征配位结构的高度各向异性来导向制备与组装一维纳米结构的新策略,系统总结了理论机制并建立了普适性制备路线,成功地合成得到具有优越电化学、光学、磁学及催化性能的一维纳米结构及其组装体.这一方法适用于多种材料,得到了审稿人的高度评价,认为他在该系列工作中提出了“简单而的确有效”的方法,纳米结构的形成机制得到了良好的解释,所得的产品具有广阔的应用前景.另一方面,他根据表面胶体原理成功地提出多种普适的一维纳米结构制备方法,合成出十多种功能材料的纳米线、纳米管及纳米项链结构.其中,熊宇杰发表在英国《材料化学杂志》2002年12期上的硫化镉纳米管及纳米线的工作因为构思新颖、在半导体工业上的重要意义而成为英国皇家化学会当月的“最受关注的论文”,已被引用103次.在读研期间,熊宇杰在德国《先进材料》、《欧洲化学杂志》、英国《化学通讯》等国际知名期刊上发表论文31篇,包括第一作者论文18篇,因而提前一年获得博士学位.在鉴于熊宇杰在无机纳米化学领域的成果,他的博士论文获得了“2005年中国科学院优秀博士学位论文奖”和“2006年全国百篇优秀博士学位论文提名奖”.
熊宇杰在谈到攻读博士期间的心得时提到,“虽然我在谢老师课题组不是最勤奋的学生,但是我尽可能地合理利用科研时间；我的研究哲学是孔夫子的‘学而不思则罔,思而不学则殆’；我认为应该先根据已有信息思考好实验设计、再开展实验验证科学思想,不然盲目的实验则将很大地耗费科研时间”.
在世界的材料科学领域显露锋芒
2004年6月提前毕业后,熊宇杰前往美国华盛顿大学西雅图分校化学系从事博士后研究工作,师从国际著名材料学家、美国材料学会会士夏幼南教授,参与了《贵金属纳米材料的可控合成及其在催化和表面增强拉曼光谱方面的应用》课题研究.经过孜孜不倦地探索,发展建立了金属纳米结构可控合成的普适方法学.在此期间,他发表了论文28篇,包括《美国化学会志》5篇、德国《应用化学杂志》6篇,应邀与夏幼南教授在英国《化学通讯》上撰写综述论文1篇,部分研究成果已申请美国专利1项.其中发表在德国《应用化学杂志》2009年60页上的综述论文,系统总结评论了金属纳米结构可控合成的理论及进展,是至今该领域最为深入全面的综述论文,两年来已被引用472次.
2007年至2009年期间,熊宇杰转入美国伊利诺伊大学香槟分校,任材料与科学工程系的助理研究员.在这里,他和美国工程院院士JohnA.Rogers教授合作,负责完成了《新纳米制造方法的探索和柔性器件的开发》的研究课题,发明了世界上第一个无机发光二极管的柔性可拉伸显示器.该工作发表在美国《科学》杂志上,得到审稿人一致高度评价,被认为“此项美妙的技术已经开始促使开发出包括电子元件、太阳能电池在内的各种柔性器件”,未经修改直接发表,论文发表后被纽约时报、美国广播公司、英国广播公司、美国国家广播公司、路透社、麻省理工技术评论、每日科学、科学美国人、探索频道、化学与工程新闻等愈80家国际媒体、网站报道