本文是我的一位合作伙伴，悉尼科技大学金大勇教授委托发在我的博客中。欢迎转载，转载请注明出处及作者。

作者：金大勇

2016年元月11日

   今天清晨，正值我们团队的又一个突破性科研成果“Three-dimensionalcontrolled growth of monodisperse sub-50 nm heterogeneous nanocrystals“ 刚刚在Nature Communications杂志上发表之际（http://www.nature.com/ncomms/2016/160108/ncomms10254/pdf/ncomms10254.pdf），我接受了澳洲国家电台ABC Radio National(Australian Broadcasting Corporation)的采访（http://www.abc.net.au/am/content/2015/s4386155.htm附录音），谈新一代生物医疗试剂 （号称生物技术中的液体黄金）的广阔应用前景和市场前景。我们的这一工作解决了多功能纳米探针材料的可控、可重复而且高效率合成的技术难题，也为新型材料的制备提供了新的发展空间和思路。我们为科学界展示的是一个通过可编程化高度可控合成的令人叹为观止的纳米晶体材料世界。而真正让我兴奋的是摆在眼前的商业契机，即发展生物医疗诊断和医疗影像方面的多功能探针造影剂。与传统技术相比，它们不但在性能上有大幅度的提升，而且附加了更多的功能，为多模态影像、生物传感和纳米药物靶向输送提供更有效的细胞级的探针材料。

   很多同行可能还在纳闷儿，我以前一直是以光学仪器和其应用为特色的，为何会在短间内于材料合成领域取得如此重大的突破？在这里我要为这篇工作的幕后英雄和合作伙伴点赞！是他们的努力工作和鼎力支持帮助我们取得了上述成就。

   这篇论文的第一作者，我的学生刘德明，于2012年从吉林大学电子工程学院硕士毕业并获得中国留学基金委员会奖学金资助，加入到了我在Macquarie大学的团队攻读博士学位。起初，他的课题传承我们组在上转换纳米材料和生物光子学应用的优势，着眼于研究核壳结构的纳米功能材料的性质和应用。最初的一年多，他的项目和其他大多数的博士研究课题一样，只是进行比较平淡简单的模仿和扩展。直到2013年7月，我和德明几经讨论他的项目方向，得出了一个大胆的想法：挑战材料工程的极限，在材料合成上实现像计算机编程那样高度可控和可程序化生长。我们为这个想法取了个名字“programmable growth”¾ “我设计叫材料怎么长，最终材料就能怎么长”！    这个大胆的想法令我和德明振奋不已，可是许多相对保守的组员对这一想法持怀疑态度。2013年是我们的丰收之年，各种好消息接踵而至：我们不但中了三项大型国家科研基金（包括国家重点实验室和我个人的Future Fellow人材计划），而且还有两篇代表性的作品被Nature子刊收录。这种强大的正能量气场鼓舞着包括德明在内的所有人。2014年2月份，我们共同参加了在澳大利亚阿德莱德举办的国际纳米科学及纳米技术大会，在会议上，德明受到了进一步启发，他励志要加倍努力在博士期间做出最漂亮的科研，并发表Nature/Science级别的文章。可在当时我们没有看到任何理论上实现的可能性报道和试验数据上的支持，然而，我始终对学生们强调：“意志的坚定程度就已经决定了结局的胜负，所以我们要大胆想象，不懈坚持！”

   阿德莱德的会议结束后，我们小组给德明启动了一个12周计划，打算系统性的收集试验数据作为理论依据。在此期间，德明每周都要进行十余次合成实验和表征分析。五周过后，实验出现了瓶颈，但德明顶着压力凭着自己的知识积累和一股信念成功的渡过了一个又一个的难关，就好像是长跑运动员突破了极点，开始享受奔跑的快乐。德明的努力工作换来了持续不断的数据更新，这不仅让他在每周的组会中都能成为焦点，还促使了这项工作的转折点的出现。起初我们只计划控制晶体横向生长和纵向生长，可德明在数据中观察到了腐蚀生长的现象（Programmable生长中的“减法”），也就是我们这项工作的关键所在。2014年全年，德明做了超过800组合成实验，摸索出了纳米可控生长的关键技术核心。

   每当我把德明的经历将给同行们听时，他们都要感慨现在像德明这样的学生实在太少了。由于评价机制的导向，大多数的科研只注重文章数量，不求重大突破。德明能在浮躁的环境下坚守自己的信念，认真完成从想法印证到实验设计再到表征推理的每一个环节，不被小利而诱导，实在难能可贵！我为我的学生刘德明感到自豪！

   坦白的讲，在材料合成领域，我也是个“门外汉”。2014年之前，在指导学生的过程中，我还有些不够自信。或许就是“吸引力法则”（the Secret）的缘故吧，当年4月，正在德明日夜兼程紧锣密鼓的实验中，徐晓雪博士从西澳大学毕业加入到了我的团队，我和德明迎来了一个材料合成上的帮手。尽管晓雪没有接触过光学材料和稀土材料，可她凭着扎实的晶体学功底和和善的为人很快就融入到了我们组的工作中，并在德明实验过程中几个关键的环节发挥了一个“中场球员”的作用！

   应该说，我这几年总结出一个做大工作的哲学，就是每一个出色的工作需要领跑的队员用尽他百分百的努力做到整个项目的60分，然后我这个教练才能够调动我们整个团队把接下来的20分拿到，而到了最后最艰难的15到20分，“外援”的帮助尤为关键。

   或许是由于深厚的文科底蕴，Macquarie大学在过去的二十年里错过了全世界都在狂热的追求的学科材料学浪潮，我们这个“半路出家”的组居然是整个学校使用透射电镜最活跃的团队，而这台老电镜据说已经服役超过了30年！其性能已经无法达到我们这个项目的需求。说来也真的是巧，恰恰这个时候我们开始了和卧龙岗大学窦院士和杜博士的合作，他们帮助我们高标准的完成了表征测试。我们的文章送审Science后，审稿人对我们出色的电镜照片大为赞叹！

   7月份，我把我们这个项目介绍给了新加坡来访的张博士和谢博士（刘小刚课题组）。无巧不成书，刘老师的博后覃博士一直以来都在建立一个计算机模型来模拟表面活性剂和纳米晶体不同晶面的相互作用！这正是这个项目需要的理论计算基础！直到今天我还在感慨那次“机缘巧合”。坦白的说，当时我们都没有接触过计算机理论计算，如果只凭单打独斗，没有一年两年是无论如何也无法完成这个项目的。所以，科研上的合作与交流，尤其是在大项目和跨学科项目上，显得尤为重要。

   2015年的一月份，经过这么多团队的共同努力，我们终于对自己的工作从理论的预见性，想法的新颖性，到实验数据的确凿性，以及文章的构思和写法，都达到了满意，我们将研究成果投稿到了全世界最著名的期刊之一Science“科学”，一周之后顺利通过编委会讨论外审。三周后就收到了审稿意见。三位审稿人对我们的数据和结果十分欣赏，但十分可惜的是他们对稀土材料的前景不是很感冒。我们最终被Science遗憾退稿。 又经过了几个月的周折，终于尘埃落定，我们的成果在Nature Communications “自然-通讯” 杂志上发表。这篇工作为其他项目打开了新局面，目前我们课题组的几名博士生正在开展一系列的相关研究。我们坚信新一代的多功能性纳米生物试剂有望不久的将来会走向产业化和临床。

  我更想借助此文呼吁我们的同仁能够鼓励学生以应用为导向，深刻钻研科学问题，围绕一个科学问题展开具体和透彻的研究，并持之以恒的进行实验。踏实做事最终会给我们带来更甘甜的收获！