一个小人物的科研历程（续）---二十年的风雨

2007年我在小木虫论坛首先回顾了“十三年的风雨”，眨眼间七年已过，想起当年的承诺要在二十年之际再回馈历史。以下蓝字是七年前的感触，现在读来仍然觉得由心而发，呵呵，说明七年已过我还是我。

    我是个孜孜不倦的小人物,来谈谈目前我对科研的认识,为什么说是目前的呢,因为我们认识事物都有个过程,和我们身处的环境和各自的经历有关,但起码可以给大家一些启发和建议:

1.94年本科毕业后,以最后一名勉强进入一家中科院的研究所继续深造.入学时,导师很不看好我,我英语不好,又来自小学校,也难怪他老人家不喜欢我.我到没觉得如何,头一年的基础课草草地应付过去了(现在想想念的那些课也没什么大用,不值得惋惜).从北京回所后下到实验室和小导做一个基础研究,小导由于情绪低落,整天抱怨很多,所以基本上都是我一个人从头到尾做自己的论文,从选题到具体的实验,到最后的分析和论文写作.真锻炼人啊,当然也不是我自己很牛,而是室里有个很强的科研基础,以往的基础和师兄们的帮助起了大作用,科研氛围也是关键.其他同学忙着考G考T出国,我没事干英语又差,只好做实验,好在我有个优点是做事有耐力和认真,做了半年的实验,哈哈此时仪器坏了,导师说你就总结实验写文章吧,哈哈,以前是老想着怎么更好地做实验不断想着新法做,现在没法做了,只好挖掘现有的数据了,哈哈没想到弄出来三四篇论文,毕业时我成了那一届论文做得最好的学生,获得所长奖学金.哈哈,我知道不是我比别人强,而是我投入了,人家别人有更大地收获,出国走了一半,还有继续读博的.不过我的收获也很大,获得了宝贵的科研经验,也赢得了导师的尊敬,我也是毕业后能经常看望他的唯一学生(没有任何名利在里面,因为他退休了,只是感觉硕士期间是自己人生经历的转折,在重要的时期他成为了我的贵人,我一生都把他当做我的亲人!)

2.我九七年硕士毕业后就去一家科研和生产相结合的研究所工作了,该研究所科研主要是一些国防项目,科研经费非常充足,可是经费利用效率极低,科研人员基本没有什么动力,科研主要是为了应付检查,项目负责人也没什么权利,当然不会有动力了.经费去哪了呢,主要被用来养人和当生产的流动资金了（这是我自己当年的认识，也许是不谋其政不知其味，有不当之处望老领导海涵了！）.刚工作的头两年完全是适应环境了,说是荒废也好（大概刚工作的时候多数人都会有这样一个过程）.随后去了研究所的科研部,负责了一项国防技术基础项目,项目实际上没什么太大意义,这时自己也觉悟了,就把项目转包给一个朋友,我基本上就是用他做的工作来应付上级检查,自己则私下开始做自己喜欢的科研内容(这些是很难立项的,不对人家的胃口,也得不到领导的支持),好在一些千八百的钱还可以支配,所里设备也是免费使用,在科研部的四年里私下做的科研非常有意义,大大丰富了自己的技术经验,期间也在技术型的企业兼过职,还有机会参加了很多展览会和学术会议,这些大大刺激了脑细胞,产生了很多火花,发展了许多实用技术,明确了技术发展方向.于是乎产生了现在看来很不实际的想法,就是自己创业,期间折腾了两年,甚至放弃了去大化所工作读在职博士深造的机会(现在看来那确实是个机会)（当时说是一个机会，因为老人家现在已是院士了。呵呵，可见我也是凡人想靠着大树发展。现在想想失去一个“机会”不代表失去一切，只要不失去自己，你还有机会！）.创业的想法后来被自己否定了,而那时又迷上了燃料电池,可以说是痴迷,于是工作六年后辞职了.

3.高喊着自己要献身燃料电池事业了,于是来到了一家很牛的燃料电池机构,只短短工作了一个多月,辞职了(当机立断!)从天上又回到了人间,自己终于知道什么是燃料电池了,原来很多不切合实际的想法得到了修正,当时感觉很失败.但现在想想也是有很大的收获,人变得很踏实了是很不容易的,尤其在这样一个浮躁的总体大科研背景下更是万金难求啊,而且还认识了几个志同道合的朋友,难道这不是一种收获吗?（那两个朋友在上海创办了自己的燃料电池公司，十年了他们在这样一个风险与机遇并存的行业里开拓创新，凭的是一种勇气、信念和踏实，现在公司的中小功率燃料电池产品已经在通讯基站上大规模应用，我不得不向他们致敬！）

4.失业了!哈哈,回到家不敢出门,怕遇见熟人问你怎么回来了.那段时间很难啊,主要还是心理问题.死要面子活受罪!待业三个月后,正好一个学长去大学工作,也就把我带到了大学,在他的支持下我又得以再生,从事我喜欢的燃料电池研究.从基础材料做起,利用在研究所打下的技术基础(现在我做的方向都得宜于那私下的科研研究),我发展了很多自己认为很创新的工作(目前为止还是自我感觉),一晃又三年多过去了,申请了很多专利,也写了几篇文章,就算是打基础吧,今年开始申报了863基金,还准备找投资成立公司等等吧,毕业十年了,我也渴望亮剑,渴望得到别人的认可,我也是个凡人不是,哈哈!亮剑不成也没关系,再来!乐观的心态,积极的态度,充分利用现有的环境和条件,平和地对待得与失,采用合理合法的方式,在正常的情况下不损坏他人利益实现自己的个人价值,个人的成功也就意味着真正为国家做出了小人物的贡献!

5.人生还在继续,我还在成长,一个小人物的心路历程,期待与您共勉!人生待续.

补充:为什么是小人物呢?因为还处于事业的爬坡阶段,但可以肯定地是我已经找准了适合自己的方向(很重要)!但没有家庭和社会背景,也注定要艰难地爬坡,没有牛的学术靠山,没有好的环境和条件(现在的大学里在燃料电池领域是空白,在材料领域也是刚上,我是拓荒者),注定我要艰难地起步,怕吗,哈哈,没什么,我是小人物!

谢谢所有朋友们的鼓励和支持,我的经历有您们的支持和见证,我将与你们一起勇往直前!

看到这里，以往和未来的艰辛让青涩的我潸然泪下。想起老婆的话“你还是个男人吗？神经！”不，我是个感性的男人！呵呵，那我就继续神经下去吧，七年（以技术开发为线索）：

这得从我读在职博士说起，氮化钛纳米粉体为原料采用与尺寸稳定性阳极（DSA，工业上也叫钛基氧化物阳极）涂层相近的热分解方法，合成出不同于DSA涂层形式的复合氧化物纳米粉体（钌钛、铱钛固溶体氧化物等，主要用于水电解和燃料电池催化剂及其载体）。这项国际发明专利至今也没得到业界认可，其中的故事太多了，在这里总结下为后来感兴趣的人提供点思路吧。首先，发现的过程很令人着迷，最早我是在离开725所前一两个月吧，手头正好有北京兼职公司的5微米氮化钛粉体，就想能否在其上涂上DSA涂层呢，又不能像在钛板上用刷子涂，只能用凃液浸渍干燥后再热分解了，呵呵，神奇的现象发生了，经过几次上述过程制得的粉体明显变细碎化了，XRD显示氮化钛晶粒度只有100nm了，其外层被金红石相的固溶体氧化物所包围，也许这可能是一种当今很热的核壳结构啊！有感兴趣的朋友可以自己尝试研究下，至少写篇好文章没问题，我没深入在此做过，这里是首次公开发布啊，呵呵。

来到海大工作后，觉得这个现象很有意思，就开始找更细的氮化钛，发现合肥开尔有20nm的，果真如我所料氮化钛纳米粉体经过上述过程全反应掉了，制得单一的金红石相的固溶体复合氧化物。前文提到的863和基金项目申报都是围绕此申请的，可能是自己不会写美文申请书，或是自己是草根的原因，总之前后申报了七次未果，只得到了一次山东博士基金的资助。但兴趣让我一直在此坚持到去年一个硕士毕业才正式打算先放下这一课题，本来想深入探究这一反应机理是什么，可能是自己基础差和兴趣太多导致的精力不够，再加上学生的能力问题。希望有后来者能解决这一问题！总结一下它的意义：以纳米材料为反应原料模板，可以实现在较低温度下的固相反应（固-固界面的放大），合成得到与模板形态类似的物质。写到这里，不得不遗憾的说海大化院的招生质量有些差啊！亲爱的学生们，你们读研真的只是为了找工作而工作吗，想累死你们的导师吗？趁着年轻多付出点多学习些多担当些，无为的结果是你们损失的比我更多！

在职读博期间帮助学长带了两个博士生。先讲其中一个我的同事芦老师吧（也是在职博士），她的方向是我的老本行——腐蚀电化学。她在某种意义上是我无意中带上的，原本学长是准备当成他的助手培养的。她刚介入腐蚀方向，经常找我帮助指点，探讨中我们取得共识认为学长让她做的内容没有价值，于是为了帮助她毕业，我帮助她设计了新的研究思路（铜的基础腐蚀电化学问题），我至今认为这是我们在自己能力上在腐蚀电化学方向上的最高境界了。这其中有几个亮点，第一是选材好，亚毫米和微米级细铜丝的腐蚀研究几乎是空白，借助于极限扩散电流的变化我们得到了丝直径与扩散层厚度间的经验方程，有什么价值我不敢说，你来说，呵呵；第二个是对铜上的氧还原反应（ORR）有了深刻的认识，对此还招到了学长的挖苦，这样一个老课题能挖出什么新料来，呵呵，你还别说我们利用曹先生的阻抗理论还真就得到了ORR加速的ECE机制，那段时间真苦啊，十几个阻抗参数要在“黑匣子”里找到它们的本征过程意义。那几乎是唯一一段时间我在家里还没日没夜工作思考的日子（通常我回家是不工作的），重新拿起曹先生、査先生的书深读，找古老的文献（因为是老课题）深挖，功夫不负有心人，结果发表在electrochim acta 和corrosion science。尽管在此我没有得到任何经费的资助，但收获了一个合作伙伴，一个日后帮助我写英文文章的助手，此后也经常被邀请作为corrosion science审稿人。但负面问题接踵而至，在一次和学长喝酒时，我唠叨唠叨说我们现在做的有多么有趣，他说你来带芦老师吧，我以为他是真心的，就很兴奋的说好啊。多年后想来，这也许就是他对我有意见的主要原因之一或导火索吧。可能我做事太直，不够圆滑，为此得罪了很多人，但我想说没有什么可遗憾的，正能量去做事，得罪就得罪了，思不谋，道不同，大路朝天，各走一边，按照自己的原则去活，简单的快乐！

再说说我带的第二个学长的博士生。小范是硕博连读的学生，之前跟着学长做虚拟仪器，入学两年多后，学长找到我说你不是想带学生吗，把他给你带吧。我很高兴答应了，但那时手头几乎没有科研经费，说让学长帮我出些学生的生活补助吧，学长答应了。（那时我还是很尊敬和感激他的！）刚接手小范确实累得我够呛，他前两年多没做过任何实验，基本是从空白带起的博士生啊！花了几个月的时间教他基本实验技能，这时学长问我小范怎么样，我说还可以吧（心里说没你说的那么差啊！）。他说补助你自己拿吧（其实就每月三百元，对没有经费每月两千出头工资收入的我是大数了，真的！），呵呵，大牛做事就是有分寸讲节奏。我还能怎么说，一咬牙，说“好！”让小范开始是做前面提到的我们制备的钌钛复合氧化物纳米粉体的超级电容特性的，因为氧化钌太贵，做成复合的可以降低其用量还是有意义的。呵呵，有趣的科学故事来了！

小范开始做实验难免会出差错，我让他把钌钛纳米粉体担载在石墨板上用循环伏安来评价，他在做的过程中可能是把电位和实验顺序弄差了，我一看结果怎么电容值比理论值还高啊！我问了他实验过程，果真是做错了，凭着经验我估计是石墨板被腐蚀了，就让他把钌钛去掉，还按照他做错的路径去单做石墨板，呵呵，原来果真是石墨板被活化了产生的赝电容特性。当时我很兴奋，就如同发现新大陆一样，当即决定小范换题。石墨的电化学循环氧化还原活化方法就此以后被开发成功，相继申请了专利，发表了carbon 和JMC文章。这是我人生科研的又一个新起点！开创了属于我自己的碳材料人生。应该说老天对我还是蛮好的，让我在钛和碳两大神奇材料上都有斩获，自恋下，呵呵！

带了这两个博士生和取得的初步成果，对我日后自信心的提高产生了重要影响。2010年海洋大学提出了深海能源的自主发展方向，为我的科研发展带来了重大的机遇。我发现海水溶解氧电池是一个非常好的切入点，刚开始申报海大自主科研项目时提出的是基于电化学改性石墨（MGE）板赝电容特性与铝阳极构成的海水电池，主要是想利用MGE在溶解氧存在下的高自放电速率来间歇放电原理。后来通过实验和文献，发现最早的想法还敢不上传统的海水溶解氧电池（镁阳极+碳纤维阴极+海水电解质）。但问题来了，我不能跟着人家屁股后面走啊，创新在哪里。发现其实海水溶解电池结构那是所有电池里最最简单的了，关键在于碳纤维（CF）对只有几个ppm溶解氧的电催化能力。既然如此，何不用我们之前活化石墨板的方法来办它呢，结果我们得到了类似石墨板的电容特性，ORR活性去哪了？开始我们是在静态条件下循环伏安法初始较负电位下预极化还原开始做的，这个长期预极化把CF表面的溶解氧都还原掉了，而溶液中的又来不及扩散来，当然从CV曲线上看不到氧还原特征了。就是这么简单，动起来一切就都有了！这一成果是我们申请的另一个国际专利！之后，在腐蚀所一位当时我称之为“兄”的帮助下，采用活化碳纤维刷为正极的样机在两个月时间内完成了，除了要感谢那位“兄”，还有很多单位的朋友给了我很大支持，海试结果后来约稿发表在电化学杂志上，所有的读者请带我一起感谢他们的帮助！尽管那位“兄”后来成为了“无间道”，但从事业角度上我还是要感谢他的。没有“兄”就没有我的成熟，人间正道是沧桑！今年，我们准备第二代海试样机了，这回是全实海测试了。我们的海水电池供电系统作为重大仪器专项的一部分在未来几年将走向深远海，“战场”准备好了，happy你做好准备了吗？！

说到底我是一个工程师，技术开发是我的特长。但我又是个不安分的人，喜欢挑战自己。为什么活化碳纤维ORR活性那么好，我给自己设了个局！近两年多时间这一基础问题让我魂牵梦绕，现在终于基本弄明白了，由于文章还在审稿阶段我就不公开了。投稿过程是励志的，我自我感觉是一篇重量级的，尽管它是微米级的ORR催化剂，但它可以解释燃料电池纳米N掺杂催化剂中的很多争论性问题。于是就照着science，nature去努力了，还大言不惭的和别人提及了，说实话我的心里状态是给自己鼓劲和逼迫自己去达阵，才如此高调的。和芦老师争论得脖子粗脸红的，她也不认可，当然是可以理解的。结果可想而知，都没有送审，才理解了这两个刊物是追求绝对的新奇特的。好在nature有转投功能，最后投到了scientific reports，可能有人认为这是投机行为（因为是NPG的新杂志，收钱的），其实我是真懒得再改格式投什么JACS等杂志了，差不多就行了，阿Q了自己一下——反正达不到顶级了，能发出来让别人看到我努力的结果就行了。有一同事哥们对此的评价说我是想一鸣惊人啊，呵呵！是啊，哥们儿你说得对，象我这样的小草如果不想苟且偷生，一定会加倍努力去寻找自己的春天！现在手头经费终于宽绰点了，主要来自于为企业服务的横向课题（呵呵，腐蚀防护你养我啊！）。当然，学校、省市三年多来一直都在支持我们的海水电池项目，山科院仪表所的伙伴们也不离不弃，城阳企业的纪总王厂长们也是肝胆相照，谢谢你们的支持，我相信海水电池的春天不远了！

最近，在钛氧化物制备方面又取得一个新的重大进展。低温批量合成亚氧化钛（Ti4O7/Ti5O9）纳米粉体技术，晶粒度16nm，BET比表面积15m²，压片四探针测试电导率10 S，呵呵，我又重新燃起了创办企业的想法，死灰复燃啊！这个心愿何时了啊，呵呵！可是，当面临市场时如何解决问题，我的短板出现了。又停下来，等等。这一等，等来了我们新发现的石墨烯和石墨烯量子点的批量制备技术的发明，真的，这让我这段时间兴奋和焦虑两个月了。不能等了，我个人能力是有限的，必须走出去，和相识、不识、熟悉、陌生的伙伴们共同谱写新的人生篇章！

科研人生丰富多彩，期待我的下十年！