青年科技人才是科技創(chuàng)新的主力軍。如今，有越來越多的“科研青年”在重大科研攻堅中挑大梁、擔(dān)重任，為高水平科技自立自強(qiáng)作出貢獻(xiàn)。
近日，2023達(dá)摩院青橙獎獲獎名單正式公布，15名青年科學(xué)家獲得表彰，研究成果覆蓋了硅基光電子、納米電子器件、細(xì)胞重編程、胚胎發(fā)育等多個關(guān)鍵領(lǐng)域。
“科研青年”是如何“煉”成的？來聽聽他們的講述。
一輩子做好一件事
在廣袤的宇宙中，經(jīng)常出現(xiàn)短暫而猛烈的無線電波爆發(fā)，持續(xù)時間通常僅有幾毫秒，卻能夠釋放出相當(dāng)于地球上幾百億年發(fā)電量的巨大能量。這一被稱為快速射電暴的毫秒電波，一直是天文學(xué)和天體物理學(xué)的研究熱點(diǎn)。
快速射電暴的起源和產(chǎn)生機(jī)制，是當(dāng)今天文學(xué)最大的謎題之一。之江實(shí)驗(yàn)室研究員馮毅開創(chuàng)性地融合“中國天眼”FAST與智能計算，為揭開快速射電暴起源提供了關(guān)鍵線索，開辟了一條通往宇宙奧秘的新道路。
“快速射電暴領(lǐng)域就像一塊巨大的拼圖，看似雜亂無章，但我會選取最重要的拼圖進(jìn)行攻關(guān)，尋找最本質(zhì)的規(guī)律。”馮毅說。
2022年3月，馮毅首次提出統(tǒng)一解釋重復(fù)快速射電暴偏振頻率演化的機(jī)制，揭示了快速射電暴可能存在演化階段。隨后，團(tuán)隊通過觀測發(fā)現(xiàn)，快速射電暴可能處于雙星系統(tǒng)中，伴隨爆發(fā)源的可能是大質(zhì)量恒星甚至是黑洞。這一研究成果得到了國內(nèi)外天文物理學(xué)家的高度評價。
“天文學(xué)有個特點(diǎn)是‘看天吃飯’，是‘宇宙在為你做實(shí)驗(yàn)’。我相信一直努力下去，堅持深度的思考，最終是會有發(fā)現(xiàn)的。”馮毅說。
在青藏高原的冷湖賽什騰山上，中國科學(xué)院國家天文臺研究員陳孝鈿累計工作了400多天，只為在東半球找到世界一流的光學(xué)紅外天文臺址。
“在冷湖，我們不僅僅是在觀測宇宙，更是在創(chuàng)造歷史。”陳孝鈿說。
位于青海省海西蒙古族藏族自治州的冷湖賽什騰山，海拔高達(dá)4200米，方圓百公里都是荒無人煙的戈壁灘。最初監(jiān)測考察時，上山?jīng)]有路，只能靠人力搬上監(jiān)測設(shè)備。如今，那里有了路、電、網(wǎng)，12個天文望遠(yuǎn)鏡項目已經(jīng)落地，預(yù)計建設(shè)43臺望遠(yuǎn)鏡，其中4臺望遠(yuǎn)鏡已建成。
這些年來，陳孝鈿團(tuán)隊還通過研究，建立了國內(nèi)最大的量天尺變星數(shù)據(jù)庫，首次刻畫了銀河系直觀三維圖。他的研究發(fā)現(xiàn)，銀河系并非是一個圓盤，而有點(diǎn)像薯片。
“如果用3個詞來形容自己，那就是由衷熱愛、探索前沿、持之以恒。”陳孝鈿說，“我一輩子只想做一件事，那就是天文研究。”
發(fā)出中國聲音
1954年，科學(xué)家開發(fā)出以晶硅為主的第一代太陽能電池，由此開啟了人類利用太陽能的新紀(jì)元。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，硅電池的轉(zhuǎn)化效率遇到了瓶頸。此時，鈣鈦礦太陽能電池走上了科學(xué)舞臺。
西湖大學(xué)工學(xué)院研究員王睿從事鈣鈦礦太陽能電池、有機(jī)太陽能電池等新型光伏材料的設(shè)計與開發(fā)。在王睿看來，鈣鈦礦內(nèi)部的離子遷移是一把雙刃劍，學(xué)術(shù)界對其轉(zhuǎn)化效率上限的預(yù)估遠(yuǎn)高于晶硅電池，但克服鈣鈦礦材料的不穩(wěn)定性成為了研究中的難點(diǎn)。
在茶堿和可可堿這兩種日常飲料的常見成分中，王睿找到了修復(fù)鈣鈦礦表面缺陷的方法。在茶堿的加持下，鈣鈦礦電池創(chuàng)造了連續(xù)工作500小時的新紀(jì)錄。
“到現(xiàn)在，鈣鈦礦電池的轉(zhuǎn)換效率提升到26%左右，使用壽命提高到接近1萬小時。”王睿說。他的研究不僅提高了鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩(wěn)定性，也為新型光伏材料的設(shè)計與開發(fā)打開了新的局面。
太陽蘊(yùn)藏著無窮能量，寧靜的海洋中則孕育著氣候變化的奧秘。中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員成里京從2011年開始，針對海洋基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵瓶頸，創(chuàng)新研發(fā)了多項海洋數(shù)據(jù)處理核心技術(shù)，自主構(gòu)建了一套國內(nèi)外廣泛使用的海洋觀測格點(diǎn)數(shù)據(jù)，據(jù)此準(zhǔn)確估算出了溫度、鹽度、層結(jié)等海洋核心物理變化，為氣候變化提供了關(guān)鍵科學(xué)證據(jù)，為中國應(yīng)對氣候變化政策和環(huán)境外交提供了科學(xué)支撐。
“在氣候變化方面存在著一套國際機(jī)制和治理體系。我們需要在這些組織里有一些聲音，青年科學(xué)家應(yīng)該更踴躍地參與這些組織，扮演重要角色，發(fā)出中國聲音。”成里京說。
用科技造福社會
“我生命中很多關(guān)鍵時刻都有女性長者的助力，這讓我也想為這個群體做些什么。”北京生命科學(xué)研究所研究員蘇俊這樣描述自己科研之路的起點(diǎn)。
作為北京生命科學(xué)研究所研究員，蘇俊瞄準(zhǔn)當(dāng)下社會熱點(diǎn)問題，針對業(yè)內(nèi)的研究痛點(diǎn)進(jìn)行深耕。近年來，蘇俊密切關(guān)注女性健康，長期聚焦卵母細(xì)胞生長異常與早期胚胎發(fā)育狀況，致力于破解女性不育等生育問題，減少女性經(jīng)歷試管、流產(chǎn)、出生缺陷等造成的身體與精神痛苦。
“我希望可以比其他人都走得更遠(yuǎn)。”蘇俊說，期待在科研實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)更大突破，進(jìn)一步助力女性生殖健康發(fā)展。
西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究員劉曉東通過人為干預(yù)手段，改變細(xì)胞原定命運(yùn)，在細(xì)胞重編程中實(shí)現(xiàn)“更新?lián)Q代”，其研究成果對年齡及神經(jīng)相關(guān)方面疾病治療具有重要意義。
“我的工作就是利用細(xì)胞重編程技術(shù)，做細(xì)胞命運(yùn)的改寫者。”劉曉東說。近期，他的團(tuán)隊在皮膚細(xì)胞重編程中首次構(gòu)建了類似人類發(fā)育中第五天的胚胎結(jié)構(gòu)，這種由干細(xì)胞人工合成的胚胎結(jié)構(gòu)不僅可以更好地研究人早期胚胎發(fā)育，而且在人類生殖技術(shù)優(yōu)化和類器官藥篩等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用價值。
“我想去一些比較偏遠(yuǎn)的地方，培養(yǎng)更多科技人才”。改變細(xì)胞的命運(yùn)之外，劉曉東期待點(diǎn)亮更多人的希望，為他們的生命指引方向。
有的科學(xué)家通過理論為人類開拓邊界，有的則通過制造工具造福社會。浙江大學(xué)信息與電子工程學(xué)院百人計劃研究員楊宗銀，研發(fā)了世界上最小的光譜儀，用半導(dǎo)體納米材料替代了傳統(tǒng)的大元件，尺寸縮小為傳統(tǒng)光譜儀的千分之一。該光譜儀可用于單細(xì)胞高光譜成像、光譜監(jiān)測和篩選，也可通過材料的替換，使工作波段從可見光延伸到中紅外，開拓出血糖檢測等更多應(yīng)用。
“你做的研究，要么上貨架，要么進(jìn)教科書。如果兩點(diǎn)都能做到，人生就真的非常完滿了。”劉曉東說，希望光譜儀的技術(shù)繼續(xù)推廣下去，真正幫助到糖尿病人等群體。