
2020年度国家自然科学基金申请项目评审结果公布。济南大学前沿交叉科学研究院周伟家教授成为学校第一位自主培养的国家自然科学基金优秀青年科学基金项目获得者。
周伟家申报的“金属-碳基电催化剂”项目成功获批国家自然科学基金优秀青年科学基金项目,实现了学校在国家自然科学基金优秀青年科学基金项目上历史性突破。近十年,山东省属高校共获国家自然科学基金优秀青年科学基金项目12项,其中2020年获批2项,周伟家获批的项目即为其中1项。
据悉,学校一直高度重视优秀青年科技人才的培养工作。张士强校长多次来到优秀青年科技人才的实验室,现场为他们解决工作中的困难;刘宗明副校长带领学校科技处人员经常为优秀青年科技人才提供科技贴心服务,助力他们的科技工作。学校一贯重视科技平台建设,于2017年投资建设了前沿交叉科学研究院,是学校前沿科学研究、创新技术研发和人才培养的重要基地。周伟家教授获批国家自然科学基金优秀青年科学基金项目,是我校自主培养国家级科技人才队伍的重大突破。
变废水为氢气
“氢气球会爆炸?你可能对氢能源有些误解了。”周伟家笑着说。他是研究氢能源的,氢能是一种二次能源,是通过催化的方式从水或含氢化合物中制取的,而不像煤、石油、天然气等能源可以直接开采。目前,世界各国正在研究如何能大量而廉价地去生产制造氢。利用太阳能或电能来分解水是一个重要的研究方向,在光或电的作用下将水分解成氢气和氧气,关键在于找到一种合适的催化剂。
周伟家研究的项目便是这种合适的催化剂。他说:“氢能源是面向未来的,短时间内可能不会产生巨大的效益。但是从长远来看,氢能源却是一种最理想的能源。”在大家看来,氢能源可能是看不见的天花板,但周伟家认为它蕴育着广阔的前景。
山东贝斯特环境技术有限公司主要从事污水处理、普通固体废弃物处理、三废综合利用(危险废弃物和境外废弃物除外)以及资源再生利用技术开发业务。周伟家与团队成员多次走访该企业,帮助他们解决废水处理问题。周教授介绍说:“我们利用企业排出的废水,经过氧化处理有机污染物,同时经过还原反应制备出氢气。”使废水变清水,再使清水变氢气,这就是将科学研究更好地服务于社会,不但可以帮助企业减少废水处理的成本,也是制备氢气新资源。据悉,济南大学正与山东贝斯特环境技术有限公司积极寻求合作,准备成立研究院,开展新模式校企联合,为下一步的校企合作、新旧动能的转化提供更有利的条件。
氢能作为能源结构转型的重要方式,不但能满足能源替换、产业转型的要求,还能淘汰落后产能,通过创新型技术解决环境保护问题,一举两得。周伟家提到,基础研究和实际应用之间是不能脱节的,我们应该从源头上、利用基础知识和技术去找到应用存在的问题,然后用科研技术去解决实际问题。
“科研对我来说是一种乐趣”
当今世界,科学技术日新月异,交叉融合发展趋势明显,科研模式正在发生根本性变革,新一轮科技革命蓬勃兴起,产业变革竞争更加激烈。作为科技创新之源、创新驱动发展的重要引擎,基础研究在新时代必须要有新作为新贡献。
“当前,我国科技方面屡受制约的根源在于一些‘卡脖子’问题没有解决,而这些问题背后的科学问题能否有所突破,取决于基础研究能否取得突破性成果。解决一些有意义的问题也是我们这些高校老师们努力的方向。”周伟家说。
周伟家坦言做基础研究短时间内很难出成绩,压力很大。“我经常天天泡在实验室,每天第一个到,最后一个走。披星戴月的,身体很累,但是我的心里很踏实。”他说,“如果从事更多领域的研究,可能会出更多的成果,但是我更想专注于一件事情,专注于做氢能源的基础应用研究。做得更深入,更系统,大家才会更认同自己的研究成果。”
周伟家本身并不是一个学霸。他笑着说,自己考博士的时候,是最后一名被录取的,但是不服输的他,却是名列前茅毕业的。他说:“我喜欢探索,只有不停地学习、积累,才能让我体会到快乐,对我来说科研是一种乐趣。在什么岗位上就要做好什么样的事情,但首先要做好自己。”
周伟家说,自从来到济南大学,学校就给他提供了很自由的科研平台,先进的仪器设备、宽敞的实验室、充足的科研经费、优秀的研究生。他感谢学校的支持和信任,自己取得的成绩离不开学校给他提供的良好的科研条件和巨大的支持。
至今,周伟家以第一或通讯作者在Energy Environ. Sci.、Angew. Chem. Int. Ed.等期刊发表 SCI收录论文80余篇,被他引7868次(Web of Sci.),“全球高被引科学家”(交叉学科)(2018年),中国百篇最具影响力国际学术论文1篇;2019年,周伟家获山东省自然科学一等奖1项(排名第三),授权发明专利6项;主持国家自然科学面上基金等省部级项目10项。
授人以鱼不如授人以渔
谈起培养学生,周伟家打开了话匣子。他说:“我喜欢做科研,我更希望能通过做科研来培养优秀的研究生,让他们成为优秀的科研人员。”
周伟家从2013年开始带学生,至今已经培养硕士和博士毕业生20余名。他的学生遍布全国各地,其中有高校教师;有出国留学的;有入职高新企业的等等。周老师严肃地说:“我希望培养的是学生的科研思维和主动解决问题的能力,让他们自主地去做科研。越是优秀的学生,我就越不告诉他具体方法。”周伟家在培养研究生的过程中,注重对学生科研思维的培养,使学生在学习中完成被动思维向主动思维的转换,自主建立起批判性、创造性和推理性的科研思维。
谈起周伟家教授,学生们激动起来。正在读博一的学生陈玉客说:“周老师是一个很严格的人,虽然他的脸上带着笑,但我们本能地还是有些许的畏惧。他有着自己独特的语言模式,在科研交谈中总是能用一个反问直击要害,让我们受益匪浅。”
周伟家有着非常高的科研逻辑素养。每当他的学生们做实验遇到瓶颈和思路不清晰的时候,只要去找周老师讨论,他很快就会梳理出一个全面的科研思路,给予学生下一步科研计划的指导,并且他总是能发现新的科研思路和想法,能让学生们眼前一亮,豁然开朗。学生们说:“课题组的同学,只要一提到周老师,眼睛里都好像在冒小星星。”大家钦佩周老师有如此高的科研素养,值得每一个人去学习。大家表示和周老师讨论实验的过程中就是一个提高自己科研逻辑素养的过程。
周伟家对待工作一丝不苟,对待学生也是亲力亲为。他的学生陈玉客说:“虽然周老师很忙,但是只要去找他请教实验问题,他就会先和你讨论,而把他自己的事情往后推。”有一次陈玉客的论文需要修改,周老师就集中两天的时间把自己关在办公室里专门帮他修改论文。
周伟家语重心长地告诉学生和青年教师们,一定要去开阔眼界,走出舒适圈,勇敢地接受挑战;一定要投入精力去做事,成功没有捷径,只有坚持、专注和勤奋。
科学的道路不是平坦的,科学的灵感也不是坐等可以等来的。如果说,科学上的发现有什么偶然的机遇的话,那么这种“偶然的机遇”只能给那些学有素养的人,给那些善于独立思考的人,给那些具有锲而不舍的精神的人。