他,台州毛小子,耶鲁博士,西湖教授,纳米魔法师!

人物介绍

他叫陈虹宇,台州人,小时候的绰号是“峨大”,台州话里憨大的意思,略带调侃。

又是一个逆袭的故事,他小时候化学差,全班倒数第7,后来成了‘纳米魔法师’。
他曾对他妈说:“我不笨,就是基础差嘛。”
陈的母亲说:“那初三的化学谁都没有基础,你有本事证明给我看看。”
然后陈虹宇就开始了他的化学开挂之路,认真学习化学,除了成绩提升,他还痴迷做实验。这里要强调下,在父母的支持下,他有了一个自己的“实验室”,收集了三四十种药品,还有一些简单的玻璃器皿。自己捣鼓出来的才是香的,成就感无可替代
他,台州毛小子,耶鲁博士,西湖教授,纳米魔法师!
1992年的‘陈虹宇实验室’
上世纪高考录取率很低,陈的妈妈觉得儿子要有一技之长,以防考不上大学。于是,陈虹宇做过很多小工,包括木匠、修理工、管粮仓等等,赚的钱就用来购买化学用品。“我最大的收获,当然不只是赚到工钱,而是跟工友的聊天中,想明白了自己想要的生活。”(这种和以色列的教育模式类似,据说他们上大学前经历过很多社会‘毒打’,所以他们上大学是很慎重的选择)陈虹宇经历过这些后,他觉得每天都要过不一样的生活,从那时候他就下定决心做个科学家。
然后他就开启了科研之路:
1993年,陈虹宇考入中国科技大学。
1998年进入耶鲁大学读博士。
他,台州毛小子,耶鲁博士,西湖教授,纳米魔法师!
陈虹宇在耶鲁
2005-2006  康奈尔大学,博士后
2006-2011  新加坡南洋理工大学,化学与生物化学系,助理教授
2011-2016  新加坡南洋理工大学,化学与生物化学系,副教授
2016-2021 南京工业大学,先进化学制造研究院,教授,博导
2021年月加入西湖大学,任理学院正教授。

纳米魔法师

有机合成有一句话:只要一个结构能够存在,我们一定有办法把它合成出来。比如下面这个图:

他,台州毛小子,耶鲁博士,西湖教授,纳米魔法师!
无机合成也有类似的话:把看不见、摸不着的纳米颗粒变成我们想要的样子——陈虹宇说的。
过去15年,陈虹宇一直专注于如何丰富和精进他的“魔法工具箱”,潜心研究纳米尺度的合成方法学。比如纳米的箭头、纳米螺丝钉、纳米葫芦、纳米麻花绳……他给它们下“指令”,让它们乖乖站队形成理想结构。
他,台州毛小子,耶鲁博士,西湖教授,纳米魔法师!
纳米螺丝钉
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纳米箭头
他,台州毛小子,耶鲁博士,西湖教授,纳米魔法师!
纳米绳
虽然是热门的纳米领域,但陈虹宇研究的这些结构是“人迹罕至”的冷门,因为他很少能找到应用。普通纳米材料做出来之后都会想着在光电领域做个应用,包括催化、电池、发光等等,而他做的这些结构目前很少有应用,但未来这些“魔法”或将改变世界
有机化学里的分子机器获得了2016年诺贝尔化学奖,但作为机器的话,没有无机材料还是很难想象的。所以按照这个想法,未来纳米机器人需要可控的纳米零件纳米机器人这个小东西带着药物分子直抵病灶,还是需要巡航系统和装卸系统,那就需要很多纳米螺丝钉之类的配件了。幸运的是,人类小血管大概20微米,静脉有5毫米,给纳米机器人的发展预留了空间。当然,芯片和集成电路也需要缩小,包括动力系统。做成之后,免疫系统将获得天使铠甲。一些疾病在纳米机器人面前灰飞烟灭,比如肾结石。

治学之道

除了出色的科研工作,陈虹宇教授也是一位杰出的教育工作者,其培养的博士、博士后中,有16人成为国内外的教授/副教授/助理教授。一个人的学术成功具有幸存者偏差的可能,能带领其他人进入科研领域工作,说明他的确有一套!这和很多导师浇灭学生学术热情形成鲜明对比。

刚成为教授时,他把带学生当做‘做实验’,不断地去尝试,变换各种招数,试图找到更有效的管理方法。随后,陈虹宇任新加坡南洋理工大学化学系副主任等职位,做管理也是一路‘做实验’闯过来的。
他,台州毛小子,耶鲁博士,西湖教授,纳米魔法师!
之前提过陈虹宇的绰号叫“峨大”,他的公众号名字就叫‘峨大辩论赛’,里面有一些有意思的思辨。
峨大辩论赛有一期叫‘坐班式科研’:
很多学生做不出实验,心里郁闷的时候,总是忘了找自己的原因:我明明也跟大家一样每天去实验室,按时交周报,准时参加组会,为什么就是做不出实验?是运气太差还是老师给的项目不靠谱?也许是老师不够喜欢我师兄师姐不够照顾我师弟师妹们老拆我台?
我觉得哈,首先要排除一下的,是你是否真的想这个项目成功?这不是一个表面样子的问题,你在心里简单没代价地想想没啥用。我是问你,在灵魂深处,有没有像关心你的车子房子票子孩子或者打游戏追剧烧烤八卦那样,关心过你的科研项目?有没有在闲暇时,在梦醒时,在吃饭聊天唱K打游戏的时候,想过你的科研项目?有没有在想不出来的时候,还绞尽脑汁琢磨琢磨琢磨?
……
(后面内容就不放了,坐班式科研确实很难出成果,讨好导师式的科研也没啥用,现有蛋糕体系下的分配争夺解决不了需求的提升,把蛋糕做大才是硬道理。沉浸式做科研可以扫清很多障碍,即使没有好的结果,至少也会有一个结果。如果运气实在太差,那就只有一个负面结果,但至少你打通了一条新的实验之路,未来或许有用。)
峨大辩论赛有一期叫‘创新难在哪儿’:
现实社会是复杂的,要想有所作为,往往必须模仿、学习、借鉴、听从。然后往往在繁杂的过程,把做成事的优先级提的过高,再也无暇创新。试想哈,如果一件事有20个参数/步骤,一个出错就玩完。然后你一个新手上来开头不会,错了几次吸收教训了,接下来还乱玩吗?自然就会规规矩矩的了。
做科研的时候创新很难,大抵是这个原因了。刚刚开始做科研,思路和习惯还停留在高中大学期间听课做题考试的模式,然后读文献、做实验、讨论、写文章,都有很多技巧很多逻辑,折腾了几次,失败了几次,就不敢乱动乱玩了。
就是读任何一篇文章的时候,我会先扫一眼题目和主图,脑补作者会如何论证他的论点,然后再看摘要和结论,与我的脑补进行对照。错了不要紧,反正就是几分钟前后的事,关键是搞习惯后,会有更宽的视野,能察觉出作者隐藏或忽略的部分。很多学生觉得心虚,这么搞好吗?感觉是拿自己的小儿科跟专家斗法。我觉得哈,这个就叫大胆假设,小心求证不是让你拿着脑补的虚幻去写文章闯江湖,而是要用文献和实验去掐灭脑补里不靠谱的部分。更重要的是,只有这么做,才能利用脑补的丰富多彩去察觉别人未曾想过的路,而不会在过多的借鉴中迷失了自我
确实很多时候尽信书不如无书,包括组里的文章,重复不出来举报师兄的也大有人在。如果对实验的玄学感到失望,就试下做计算,有些人更适合从事理论工作。见过挺多半途转理论计算、机器学习方向的,他们就业面很广。当代码一致,出来的结果是一样的,这是计算的小确幸、成就感。

参考资料

1. Tan R L S, Chong W H, Feng Y, et al. Nanoscrews: asymmetrical etching of silver nanowires[J]. Journal of the American Chemical Society, 2016, 138(34): 10770-10773.

2. Feng Y, Wang Y, He J, et al. Achieving site-specificity in multistep colloidal synthesis[J]. Journal of the American Chemical Society, 2015, 137(24): 7624-7627.
3. Yan Lu, Xuejun Cheng, Hongyan Li; Jiali Zhao, Weiyu Wang, Yawen Wang*, and Hongyu Chen*, Journal of the American Chemical Society , 2020, 142(24), 10629–10633. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c03445  
4. https://mp.weixin.qq.com/s/CZ6oQeWsMNfVOo6ig7oEjw
5. http://ias.njtech.edu.cn/info/1015/1062.htm
6. https://mp.weixin.qq.com/s/obY6gzRiCXtyBDlNXyyktA
7. https://mp.weixin.qq.com/s/VquoN4OO_gCCwCW6tc1_EA
8. https://mp.weixin.qq.com/s/Yu7AuLHGxtMvGLF0klsA1A

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