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什么是科研?清华园10年

作者:文/罗宇
罗宇 清华大学能源与动力工程系博士生科研小白零起点

真正接触科研是在20 11年的夏天。我联系到了当时刚回国不久的青年教师史翊翔老师。我和史老师说:“科研上,我还是一张白纸。”但是史老师给我的答复却是:“白纸才可能成为好的画作,我就喜欢在白纸上作画。”

史老师是位很有亲和力的老师,也是大我10届的师兄。他对我说:“你是9字班,我也是9字班,看到你,仿佛看到10年前的自己。”

他了解到我数学竞赛出身,便让我先从数值模拟入手学起,这也是我们组一直以来传承下来的具有特色的研究方法。在那段时间我经常和史老师探讨模型,有时候一讨论就是一个下午。

在我完成了第一个电化学模型后,在总结组会上介绍并大言不惭地说:“这两周我体会了科研的整个过程”。作为课题组组长的蔡老师冷冷地回了我一句:“你真的知道什么是科研了吗?”说罢,蔡组长一针见血地指出了我报告中的各种问题,把我批得体无完肤。

就这样,我进入了课题组,在史老师和蔡老师的指导下开始了我的科研生涯。值得一提的是,史老师是蔡老师进入清华以来的第二个博士生,也是第13届清华大学“学术新秀”的获得者。在10年后的今天,我十分荣幸成为清华大学第23届学术新秀,并且邀请到蔡老师和史老师以导师的身份出席,由衷感谢两位老师的栽培。

论文审稿非审判

在2012年秋天,是我们9字班保研的季节,也是我科研生涯的转折点。

因为保研面试发挥不佳,因一名只差,无法获得直接读博的名额,当时我很沮丧,甚至有过放弃读博的念头。可是史老师很坚定地和我说:“两年后的博士名额依旧留给你。”这句话深深地激励了我,我决心把硕士当成博士读,争取两年后的提前攻博名额。

后来,我投入更多的精力在科研上,希望能做好更充足的准备。我花了6个月的时间,精心完成并投稿了第一篇SCI论文。然而,却返回了8条意见的大修。我针对意见进行回复以后,却得到的是拒稿的结果。我再修改,重新投稿,这次返回的竟然是35条大修意见,是原来的4倍!当时整个人几乎崩溃了。

但是,史老师总是能在我低谷时候,给予我满满的正能量。他说:“愿意给出这么多意见的评审,他一定认真读过你的论文!”这一句话确实戳中我了。

针对这3 5条意见,我一 一进行了回复,最终提交了1 5页的Response to Reviewer。

令人惊喜的是,这一次大修没有二次修改,直接被接收!这篇论文也成为我当前引用次数最多的文章之一,每一条意见都成为了我的一次引用。

这次经历让我深深体会到,审稿,未必是审判,也可以是和评审专家的对话。让他们去理解你做这个工作的用心和思路。

文章的顺利接收,也帮助我渐入佳境,并顺利地争取到了2015年的转博名额。成功经历了罗本、罗硕,到达了罗博的阶段。我也成为清华大学为数不多拥有3个学号的学生。转博成功,给我信心上极大的提升,也让我在后来博士期间的研究更加有干劲了。

自建平台寻突破

在博士的最后一年,我保证了博士的基本工作量以后,开始思考,是否可以进一步作出更加突破性的工作。

我们国家每年都有大量的可再生能源没有得到有效利用,弃置量相当于1.2个三峡电站年发电量。我的研究就是采用高温CO2电化学还原技术将其转化为燃料进行资源化利用。所谓高温CO2电化学就是指:在600〜1000℃下,利用电能将CO2转化为CO、合成气、甲烷等烃类燃料,并副产高纯度的氧气。

针对不同转化路径,该技术的应用所需要解决的共性问题是加压。因此,我决定搭建一个高温加压电化学实验系统。

我首先寄希望于市场,咨询了12家公司,发现要么不能做、没做过,要么是采用成本极高的工艺技术路线,不适合推广应用。

情急之下我决定,自己设计,自己加工,自己干!

我经过2个月的调研和设计,推翻了11稿设计方案,确定了最终的图纸。之后的3个月,我联系了16家公司加工或采购了47个零件,那段时间就感觉自己是监工一样,要么在催这家公司加工完了没,要么催那家公司发货了吗?

就这样,我完成了这样一个具有“农业重金属”既视感的实验测试平台。但是这只是开始。之后的4个月调试,每次实验我们都要经历2天的实验准备,10小时升温,2小时还原,6小时降温以及未知能够稳定进行多久的测试时间。

我用一张图记录了我从去年11月开始到今年4月实验台能够稳定测试持续的时间。十余次失败的实验,我没能得到一组有用的数据。那段时间我常常和别人调侃,“你见过凌晨4点的清华园吗?我天天见……”

最累的时候,甚至希望这次实验失败,这样就能回去睡觉了。但是,每一次小小的进步,都能够让我重新振作。在过年之前,实验台终于初见成效。

但在这时,实验材料的消耗速度赶不上供给速度了,并且陷入了被博士论文支配的恐惧之中,寒假期间不得不暂停实验。

1.我们国家每年都有大量的可再生能源没有得到有效利用,弃置量相当于1.2个三峡电站年发电量

2.自己设计,推翻了11稿设计方案,确定了最终的图纸

3.“农业重金属”既视感实验测试平台苦心人天不负

好在开学后的3组实验后,我实现了120小时稳定运行的突破,并且得到博士论文所需要的数据。最后,我也在送审前一周提交了令我自己满意的论文稿。

通过加压运行,我实现了CO2电化学还原直接合成甲烷生成率从4%提升至40%,稳定运行时间从原来的不到1小时提升至120小时,电制气能效较传统低温电解提升20%。

这个过程让我回想起蔡老师当年的问题,“什么是科研?”现在,我仍不敢给科研下定义。但我感受到的是,很苦,很累,但是每一次很小的进步都给我带来无比的成就感。这就是科研给我的感受吧!

时光飞逝,毕业在即。这届9字班的大学生涯即将到达了终点,我们将重新起航,开启新的人生阶段。在新的人生阶段,我决心作为青年教师,回到家乡福建,到福州大学继续从事一线科研,把论文写在祖国的大地上,把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中。

(本文系罗宇同学根据其在清华大学学术新秀分享会现场报告整理。)

责任编辑:钟鑫

 

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