水凝膠表面滴上一滴水,本應鋪展開來
卻凝成了一顆水珠
這神奇的一幕
讓復旦大學高分子科學系
2022級本科生肖志遠
深切感受到科學的神奇與魅力
在聚電解質調控水分子行為
這一前沿領域
他已探索了三年
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從大一加入課題組
到以第二作者身份發表高水平論文
再到成功申請國家自然科學基金本科生項目
憑借突出的學術創新能力和科研潛力
日前,肖志遠成功獲評
復旦大學2025年度“智擎學者”稱號
他的科研之路
既有年輕人的好奇與熱情
也有對科學的執著與思考
01
給水分子“減負”,
“開源節流”破解淡水困局
肖志遠的研究核心與人們的日常生活息息相關。過去幾十年間,全球在飲用水與衛生方面已取得顯著進展,但仍有四分之一人口無法獲得安全的飲用水。傳統海水淡化技術能耗高、成本大,如何才能使水蒸發效率進一步提升,成為關鍵問題。
“在閱讀大量文獻和導師的指導下,我了解到,界面太陽能水蒸發技術有著綠色可持續的特性,是一條可探究的路徑。”然而,這項技術從實驗室走向廣闊應用,還面臨著一道核心關卡:如何在單位時間內、單位面積上“榨取”更多淡水?
這一問題的底層矛盾在于,太陽能雖取之不盡,卻具有間歇性與分散性,而水蒸發本身是一個不折不扣的“耗能大戶”。面對這一問題,肖志遠選擇“開源節流”作為解題思路。
“所謂開源,即最大化捕獲并利用太陽這有限的能量;所謂節流,則是千方百計降低水分子掙脫束縛、化為蒸汽所需的能量門檻。”這一樸素卻深刻的理念,構成了他過去三年科研探索的清晰主線。
在導師的指導下,沿著這條思路,肖志遠的研究一步步深入。在“開源”之路上,肖志遠把目光投向光熱材料的制備,獨立完成金納米顆粒、納米方塊等納米粒子的制備,并通過巧妙的交聯與靜電作用,構建出更復雜的納米結構。“這就像為蒸發界面安裝了智能捕光器,通過高效的光熱轉換,將陽光更充分地捕獲并轉化為驅動水蒸發的能量。”
在“節流”之道上,團隊另辟蹊徑,通過在水凝膠表面引入聚電解質膠束,降低蒸發所需的能量,以提升水蒸發速率。肖志遠解釋道,這種結構一方面可利用聚電解質高滲透壓形成“輸水高速公路”,加速水分補給;另一方面,這些聚電解質通過氫鍵,巧妙地削弱水分子間的緊密連接。
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“這個方法比較特殊,也很有新意。”肖志遠語氣中帶著一絲自豪。但在實驗初期,他坦言自己也曾“半信半疑”。實驗室里,師兄向他演示,經過修飾的水凝膠表面,原本應該鋪展開的水滴竟然凝成水珠。那一刻的震撼,讓他至今記憶猶新。
通過這種修飾方式,團隊成功構建出具有非對稱潤濕性、高光熱轉換效率與低蒸發焓的二維蒸發界面,并進一步通過可控卷曲工藝形成光熱層-隔熱層維janus結構,實現高效縱向輸水、鹽離子排斥與熱量局域化的協同調控。水蒸發速度提升了1.7倍,同時實現高達99.9%的脫鹽率,相關成果發表于sci期刊,并已成功申請兩項專利。
02
人文班走出的理科生,
他用三年建立起自己的科研體系
回望自己的科研起點,肖志遠的思緒飄回到高中時期。作為人文班的學生,他卻一直保持著對理科的學習興趣。一次對科研的初探,點燃了他的好奇心。“雖然現在看來,當時做的研究都很‘小兒科’,但卻種下了讓我走上科研這條路的一顆種子。”
大學伊始,肖志遠便通過希徳書院“啟明星計劃”加入了黃霞蕓老師的“聚合物刷修飾提升界面粘結性能研究”項目組。“當時我對化學生物這一塊的內容更感興趣一些,正好看到高分子科學系這邊有相關研究,就報名了。”令他驚喜的是,黃老師主動聯系了他。在深入的交談后,他最終選擇加入黃老師的項目。
在課題組,肖志遠從一個需要老師“手把手”指導實驗的“科研小白”,逐步成長為如今能獨當一面的科研人,他用三年的時光建立起自己的科研體系。“剛開始接觸時,我對高分子的概念還不是很熟悉。”肖志遠坦言科研起步階段的困難,“只能從文獻當中學習,遇到不會的就問老師、問師兄師姐。”這種在實踐中學習、在探索中成長的過程,塑造了他對科研的初步理解。
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除了常規的科研訓練,肖志遠還積極參與各類創新創業比賽。他與來自中文、經濟等不同專業的同學一起創建的“陽光蒸好”團隊,一同致力于開發多產品高效的綠色凈水解決方案。團隊項目曾獲杜邦青年創新大賽全國銅獎等榮譽,受到多方好評。
參賽經歷也讓肖志遠更直觀地認識到,實驗室研究與實際落地應用之間還存在著巨大的鴻溝。比賽中,他經常面臨評委的犀利提問,“你們到底是做什么的?”“你們能產出多少水?產出來的水質量如何?”這些問題曾讓他一時語塞,但也促使他不斷思考如何將復雜的研究通俗化、具象化。
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“后來每次講的時候,我都會想怎樣才能把這個故事講得更切中要害,讓大家能夠更快get到我想表達的點。”一次次的參賽中,肖志遠逐漸學會從落地應用的角度重新審視自己的研究,思考如何將小小的實驗樣品拓展為可落地的實用器件。“如果實驗室里的科研是0到1,那么走出實驗室走向應用就是1到100,這之間還有99步要走。”
03
“低精力人群”如何尋找
科研與生活的和諧
科研之外,肖志遠的生活同樣豐富多彩。從大一起,他就參與了希德書院的學生工作,從文化干事一路成長為主席團成員。大二時,部門舉辦了一次篆刻活動,肖志遠作為組織者,原本預計活動感興趣的人并不多,“畢竟篆刻是一個小眾愛好。”但一次“失誤”操作,活動信息通過平臺推送給了全校師生,吸引了百余來人報名。“這完全在我們的預料之外,所以有時候覺得,事情并不一定會按照預先設想的軌跡發展,有時大膽一點,反而可能有意外之喜。”
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這次經歷也讓他自己在科研之路上遇到困難時,能更從容面對所有意料之外的情況。
在肖志遠身上,可以看到“卓越而有趣”精神的生動詮釋。高中時,人文班的他卻依然專注于理化生方向;大學里,他既深耕專業研究,又廣泛參與通識活動;科研中,他既注重基礎探索,又思考實際應用。
“卓越就是一個人在某個方向上做得更加專業,有趣則是指不拘泥于眼前的一個研究方向,而是放開眼界去看更大的世界。”在他看來,科研既要鉆得深,也要看得廣;既要有專業深度,也要有跨界視野。
對于如何平衡科研、學業、學生工作與個人生活這一問題,肖志遠有著自己的一套方法論。他習慣坐第一排,專注課堂,“課上好好聽”;但也坦然承認“熬夜也是要熬的”,尤其在期中、期末面臨多重任務時也會加班加點。
他自稱是“低精力人群”,無法像他敬佩的一位師兄那樣能夠高效兼顧多項任務。“我一次只能做好一件事,比如在寫作業的時候我就不能聽歌,健身時也不會聽音樂。一旦同時做兩件事,我很可能會出錯。”這種自我認知讓他更專注于當下,做好每一件手頭的事。
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對未來,肖志遠已有清晰規劃。他即將赴北京大學直博,研究方向將從聚電解質調控水轉向光電子材料。“如果說我最后的目標是想去利用陽光的話,蒸發水是一種利用方式,直接利用陽光也是一種方式。”
這一轉變既有學術邏輯,也源于他在創新創業比賽中受到的啟發。“記得在一次比賽中我看到其他團隊的‘水電聯產’設計,給了我很大啟發,也讓我認識到學科交叉的更多可能。”
盡管研究方向會變,但對未知的好奇始終是他最核心的動力。“我現在就很迫不及待地想要試一試,看看自己還能做出哪些更有意思的東西。”他眼中閃爍著探索的光芒。
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談到長遠目標,肖志遠保持務實而開放的態度。“如果我能發現一些新的東西,就已經很讓我自豪了。當然,如果能拓寬學科的邊界,那更是可遇而不可求的目標了。”
從高中初見科研世界的好奇,到大四即將開啟博士生涯的從容,肖志遠的成長軌跡印證了復旦科研新生代的特點:早起步、多嘗試、跨領域、求創新。一路走來,他幸運地遇到了給予指導的老師、提供幫助的師兄師姐,但他自身的努力與思考同樣不可或缺。
實驗室里,肖志遠正準備新一輪實驗。聚電解質間的“水世界”很小,小到需要用精密儀器才能觀測;又很大,大到可能為解決全球水資源問題提供新思路。在這微觀與宏觀之間,肖志遠將繼續他的探索,帶著復旦人的精神,走向更廣闊的科研天地。
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組 稿
校融媒體中心
文 字
雷蕾
圖 片
受訪者提供
編 輯
王子逸飛
責 編
雷蕾
上觀號作者:復旦大學
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