[转载]材料科学家杨培东的“大牛”之路

已有 1023 次阅读 2010-2-4 14:29 |个人分类:梦想之源|关键词:杨培东大牛科学家

纳米界流传着一个说法，如果你的博士简历上写着导师是哈佛大学的查尔斯 M.利伯教授，差不多就是在自我介绍“我是大牛”。

　　1993年，22岁的杨培东中国科技大学毕业后，远赴哈佛投师利伯教授门下，成为一只“牛犊”。“哈佛的四年经历，对我的学术生涯影响深远。”杨培东说，“那是我最辛苦的一段日子，光是攻克语言关，就花了两三年时间。这一关过了，学习就轻松了许多。”做科学研究，最难的是确定选题方向和制订合理的实验方案。在哈佛，杨培东最大的收获是学会了如何找出重要的科学问题，如何去解决这些问题，以及如何交叉进行多项研究任务。

　　全美最好的化学系在加州大学伯克利分校。1999年，在完成了18个月的博士后研究后，杨培东与大约20所美国顶尖大学面谈，最终得到近10所大学的工作邀请，他选择了伯克利，年仅28岁任职化学系助理教授。

　　说起来，杨培东跟伯克利还有一段故事。当年杨培东决定赴美攻博时，首选就是伯克利，然而遭到了拒绝。这一次，伯克利纠正了自己的错误。后来的事实也证明，伯克利这次做出的是一个双赢的选择。

　　在美国大学里，从助理教授升到终身正教授，通常要花10年左右时间。2004年，进入伯利克的第6个年头，杨培东就受聘化学系终身教授。在伯克利历史上，化学系还只聘过两位华人科学家当终身教授，前一位是诺贝尔化学奖得主李远哲博士。

　　认准目标，锲而不舍，这样的性格不仅体现在“择校”上，同样也体现在杨培东的科研生涯里。一进伯克利，助理教授就要独立带小组进行科学研究。良好的学术素养，加上正规的科学训练，让杨培东迅速在众多纳米技术科学家中脱颖而出，成为一颗耀眼的明星。

　　目前，已被公认为世界顶尖材料科学家的杨培东在伯克利带领着一个30人的科研团队，其中20人是他的博士研究生，另外10位则是博士后。今年一月，杨培东小组的又一篇论文在《自然》发表。他说，每年在顶级学术刊物上至少发表一两篇学术论文的状态已经延续了近10年。

　　探微之旅

　　从加入伯克利的那年起，杨培东就以其出色的科研成果获得了一系列殊荣。沿着一个正确的方向作始创性的研究，是杨培东频频得奖的奥秘，他的小组在半导体纳米线方面的研究，一直处在领跑这个领域的地位。

　　纳米技术的前景被人们一致看好。目前，世界各大公司纷纷为此项技术而斥资，几乎每一所名牌大学都以率先展开相关研究而自豪。学会如何制作纳米线这一纳米器件的关键，则成了摆在研究人员面前的一大热门课题。

　　顾名思义，纳米线又长又细，体积微小——大约只有人类头发宽度的万分之一。如今，研究人员能将纳米线的直径从5毫微米调整至几千毫微米，长度可达到几百微米。这种导线整合成较大的结构后，不仅可以制作激光器、晶体管和存储器阵列，就连类似猎犬嗅探器官的化学敏感结构也不在话下。

　　为了研制纳米线，杨培东和他的同事利用特殊的小室，先在里面将黄金或其他金属的薄膜熔化，以形成纳米尺度的微滴。然后，向它们发射化学蒸气，使其分子分解。这些分子以短序列使熔化的纳米微滴过饱和后，便形成了纳米结晶。随着更多的蒸气在金属微滴上的分解，结晶就会像一棵树那样往上生长。

　　同时在数百万个金属微滴上进行这一操作，使科学家有机会对大量的纳米线加以组织。杨培东“栽种”的氮化镓和氧化锌纳米线已长成大片的森林，它们能发射紫外线光，有助于“芯片上的实验室”迅速而廉价地分析医学、环境和其他取样。由于在生长过程中引进不同的蒸气，杨培东改变了纳米线的成分，使它形成硅和半导体硅锗的界面，其早期用途是对计算机芯片的冷却。此外，这类器件还有可能最终发展成为高效的能源，从汽车废热或太阳热量中产生电能。

　　当然，对如此细微的纳米线进行电极连接仍是一大难关，世界各地有100个研究小组正在进行攻关。

　　但纳米技术的应用前景实在诱人。杨培东告诉记者，他和其他四位科学家技术入股了一家纳米技术公司，他是公司科技顾问，并不直接参与经营管理。现在，这家公司正致力于将纳米技术转化到实际应用中去，已获两轮投资，烧掉了1亿5千万美元，但风投公司还是乐此不疲。

　　勤奋是杨培东最大的特质。记者采访了木渎中学八八届高三(1)班10位毕业生，当问到这位当年同班同学获得成功的最大因素时，10个人全部首选“勤奋”，其次才是天分等等。“印象最深的是，这家伙当时有一本读物《古诗一日一首》，每天宿舍熄灯后，他都要打着手电背古诗，真的是一天一首，从来不落。”一位目前从事热工研究的同学回忆道。

　　旅美10多年后，功成名就的杨培东依然勤奋，每天都要工作十三四个小时。在他的时间表里，工作时间从早上进学校开始，一直要持续到第二天凌晨1时左右。但其中要剔除傍晚17时到21时的4个小时，这段时间是属于女儿的。

　　杨培东的双博士家庭在中国留学生中很典型，妻子王玫是湖南人，也毕业于中国科技大学，在耶鲁大学获得物理学博士学位，现在旧金山市区的一家公司工作。去年夏天，杨培东把当时还只有3岁的女儿送回了国内，原因是孩子这么大的时候语言学习能力最强。3个月后回美国，小家伙果然一口普通话已经讲得特别溜。从那以后，这个在伯克利的三口之家的“官方语言”就一直是普通话。但一年下来，小家伙的普通话里偶然又要夹进些英语单词了，杨培东计划明年暑假再把她带回来“进修”一次，“尽管她生在美国，中国人的后代还是要会说中国话”。

　　5月12日，四川汶川大地震发生以后，杨培东更是每天关注电视新闻，灾区群众的安危与困难沉甸甸地压在他的心头。“旧金山和伯克利一湾之隔，都处在圣安德列斯断层上，属环太平洋地震带。1906年旧金山大地震后，那里的建筑都充分考虑了抗震设防要求，我工作的实验室就是建在巨大的轮子上的。”杨培东认为，四川的灾后重建，一定要多参考国外的成熟做法，提高建筑物的抗震能力。

　　和其他海外华人一起，他一次次参加向四川灾区捐款捐物的活动。“这次中国的抗震救灾工作信息透明，救援及时，在国际上广受好评。作为一名身在海外的中国人，我也为祖国自豪。”

　　醉心于探索美丽小世界的杨培东，与国内的同行，如清华大学、复旦大学和中国科技大学的研究人员保持着密切的交流。加入伯克利后，他平均每两年回中国访问一次。而中科院纳米所选定在苏州后，他回国的步伐更勤了，今年六七月，就回来了两次。“其实，纳米所还只是一片空地的时候，我就来过苏州跟他们交流了”。杨培东说，以后在苏州的工作忙起来后，回来得肯定还会更频繁。现在苏州城市大了，不自己开车总觉得不方便。“我还是中国公民，换国内的驾照应该不麻烦吧？”他问记者。

杨培东

　　1971年出生于苏州；

　　1985年-1988年就读于吴县木渎中学；

　　1988年-1993年中国科技大学化学系学习。1992年获郭沫若奖学金，1993年获应用化学学士学位；

　　1993年-1997年美国哈佛大学求学，1997年毕业于哈佛大学化学与生物化学系，获化学博士学位；

　　1997年-1998年美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校从事博士后研究；

　　1999年至今美国加州大学伯克利大学化学系助理教授、副教授、终身教授、教授。

　　期间，2001年至2004年获得美国阿尔弗雷德•斯隆奖；

　　2002年获得美国贝克曼青年研究员奖；

　　2003年被美国“技术评论”杂志列入“世界100位顶尖青年发明家”行列；

　　2004年获得美国材料学会(MRS)青年科学家大奖，这一奖项一年一度，只有一位获奖者，杨培东是第一位获得该奖的中国人。

　　2007年，美国科学基金会(NSF)授予他奖金为50万美元的艾伦•沃特曼奖，这项研究奖每年仅授予一位杰出青年科学家，在业内被称为青年诺贝尔奖。