纳米世界里追寻美--专访旅美科学家杨培东(图)



NEWS.SOHU.COM　　2004年03月01日16:47　　金羊网-羊城晚报

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　　28岁成纳米明星

　　旅美的杰出中国人里，科学家究竟占多大百分比，没有人统计过。但毋庸置疑的是，美国科学研究领域，一直盛产杰出的华人。

　　杨培东，加州大学伯克利分校化学家，便是其中一名佼佼者。来自江苏苏州、毕业于中国科技大学的杨培东28岁时就成为伯克利大学助理教授，独立负责一个实验室的工作。同时，他还是劳
伦斯·利弗摩尔国家实验室科学家。近年来，杨培东领导的研究小组接连在美国《科学》和英国《自然》等权威科学期刊上发表有关纳米材料的论文，他本人多次获得各种科学奖金和荣誉，成为美国和世界纳米研究领域的明星。2001年6月，《科学》报道说，杨培东的研究小组在只及人类头发丝千分之一的纳米导线上制造出了世界上最小的激光器———纳米激光器，这一发明将有可能用于未来的光子计算机。如果说，杨培东28岁就加入加州大学伯克利分校教授队伍已经足以令人钦佩，那么，这篇《科学》论文的刊登，进一步证明了他的才华，也奠定了他在美国纳米研究领域的主力军地位。

　　哈佛学会做研究

　　1993年夏天，22岁的杨培东从中国科技大学应用化学系毕业后，走出合肥来到波士顿，开始了4年哈佛之旅。在哈佛大学，杨培东攻读的是化学博士学位，师从著名材料科学家查尔斯·利伯教授。“哈佛4年对我的影响非常深刻。一开始的学习很不容易，语言障碍是第一大难关，但是，等这个关闯过了，学习也就很轻松了。”杨培东对我说：“与此同时，很重要的一点是，我在哈佛学会了做科学研究，例如，如何找出重要的科学问题，如何去解决这些问题，以及如何同时进行多项任务等。这些经历对于我在伯克利开始独立的学术生涯非常必要。”他说。

　　美国化学界有个规矩，学生毕业后一般不直接留校做教授，而必须先去其他大学或研究机构磨练，以此

防止学术上的近亲繁殖和裙带关系，也可促使毕业生拓展视野、帮助学校吸纳各方精英。告别哈佛之后，杨培东从东岸移师西岸，来到加利福尼亚大学圣芭芭拉分校从事博士后研究。

　　图片：杨培东近照

　　尽管博士后工作只持续了18个月，但这一经历对于杨培东的职业发展至关重要。“在圣芭芭拉，我是个博士后研究员，我就有充分的研究自由。我可以形成我个人的想法，然后把它们转化为现实。在某种程度上，这是我发展独立研究技能的阶段，这一步非常重要，因为接下来，我在伯克利开始的是做独立研究的位置。”

　　工作邀请选伯克利

　　2002年夏天，我去美国西岸采访，在伯克利见到了杨培东。这是我们在美国的第二次见面，此前曾在华盛顿相遇。

　　伯克利校园不大，但迷人。校园在坡上，有层次，有风景。既有唾手可即的伯克利小城宁静，又有一湾之隔的旧金山繁华。在这样的地方做研究，足矣。

　　杨培东的实验室就在化学系的陈嘉庚大楼里，那里有秘书帮他安排日常杂务，有一帮学生受他熏陶在他手下从事研究。他们的研究，是在10亿分之一米即纳米级上进行；用纳米科学家的话来说，这是个美丽的小世界。

　　从圣芭芭拉到伯克利，路程并不遥远，但是，对杨培东来说，这次迁移是巨大的跨越，因为，这标志着杨培东在美国完成了从学生到大学教授的转变。1999年，杨培东与大约20所美国顶尖美国大学面谈，最终得到近10所大学的工作邀请，他选择了伯克利。“我喜欢这所大学，因为它的学生、我的同事和一流的设备及优越的气候。”他说。

　　身为助理教授，杨培东手下有20个学生组成的研究组，其中保证有5名来自亚洲的学生，他们大部分来自中国和韩国。

　　说起自己为什么那么年轻就加入伯克利，杨培东认为这归结于几个因素：刻苦工作，善于思考，锲而不舍。一路上有名师指点，也是他成功的基础。

　　创始研究屡获奖

　　从加入加州大学伯克利分校的那年起，杨培东获得了一系列殊荣，其中包括2001年获得的阿尔弗雷德·斯隆奖和2002年的贝克曼青年研究员奖。说起为什么能频频得奖，杨培东解释道：“这是因为我们在半导体纳米线方面做了始创研究，尤其是在光发射和能量转换方面。我们是正在领导这个领域的为数极少的研究组。”2002年2月，杨培东领导的小组在美国《纳米通讯》杂志上报告说，他们已成功地找到一种制造“多层结构”纳米线的方法，能够使硅和锗这两种不同的材料交织组成单根纳米线。这些线的尺度在纳米水平，最细的达到20纳米。2003年4月，英国《自然》杂志刊登了杨培东研究组发表的单晶体氮化镓纳米管论文。这种纳米管耐久、性质一致，有优良的光电性能，技术应用前景广阔。

　　现有的电子器件，无论计算机器件还是激光器，依赖的都是二维的半导体界面。而杨培东小组则率先实现了二维半导体界面功能向一维的转移。在这一过程中，半导体界面的接触面积得以大大缩小。杨培东认为，从二维到一维这样一种维度的转换，将产生巨大的应用潜力，在计算机器件、光电器件、化学和生物传感器等领域，都“应该占有很大的一席之地”。

　　国内同行频交流

　　除了做研究，杨培东还是纳米技术公司“NanoSysInc.”的创始人之一，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，目前运营情况良好。现在，他是公司科技顾问委员。

　　事实上，杨培东是在美国拼搏的新一代成功华人中的典型。杨培东的双博士家庭在中国留美学生中也可谓典型。妻子王玫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软件公司工作。

　　加入伯克利后，杨培东与中国的同行，如清华大学、复旦大学和中国科技大学的研究人员有较密切的交流，也曾回国访问。他平均每两年回国一次，看看国内同行的研究。“我认为这种交流在今后几年中会大大增加。”他说。·吴伟农·（新华社供本报特稿）




科学人生与人生科学--记佐治亚理工学院王中林

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http://www.sina.com.cn 2003/05/02 13:03  神州学人  

　　来美国工作后，听到最多印象最深的学者名字就属王中林了。每每听到的还满是钦佩和骄傲，这等声望真让我着实吃了一惊。打开王中林的简历，单是看各种国内学术头衔，已经让人肃然起敬了：中国科学院海外评审专家、国家自然科学基金委海外评委、教育部“长江学者奖励计划”特聘讲座教授、北京大学客座教授、北京科技大学客座教授等等，厚厚的一沓论文及书目清单更能让人感觉到其厚重的科学涵养和科研实力。与王中林第一次见面是在2001年春寒料峭的亚特兰大，高高的个子，眼镜下目光炯炯，宏亮豪爽的笑声，不仅年龄比
想象中年轻得多，而且举手投足都能让人感到蓬勃的朝气。随着日后工作交往增多，私交渐密，才发现王中林的魅力不只是他的科研成就，更有其常人少有的真诚、谦和与质朴。

　　王中林很忙，以他每年在世界各地做的学术报告超过40-50次，就可以想象时间对于他的意义。与他联系的最佳方式是发EMAIL，电话永远是录音。虽说如此，我还是乐意去“打扰他”，打电话或者干脆到亚特兰大出差时去他办公室坐坐，毕竟很难找到这么一位良师益友，能让你学习和领悟很多东西，无论是科学还是人生。

　　凤凰

　　王中林是陕西蒲城飞出的一只“金凤凰”，也是经历过重重劫狱的“火凤凰”。20世纪70年代的蒲城，和中国大部分地区一样，封闭落后。那时的学习不称为学习，而是学工和学农，学物理是为了维修拖拉机，学化学是为了了解农药，学数学是为了丈量土地。王中林的初中和高中就是在这种大背景下度过的，三分之一的时间都在田里泡着。1977年的夏天，恢复高考的消息传来，给从小就志怀高远的他带来了新的希望。9月份开始准备，从初中数、理、化开始，他凭着自己惊人的毅力和决心硬是啃了下去，终于如愿以偿地在1978年的夏天收到了西北电讯工程学院的录取通知书。

　　王中林最初的志愿是学习雷达、计算机，可阴差阳错，因为物理成绩好，学校把他分到了物理专业。进入大学校门的第一天，他就暗暗给自己定下一条标准，本科每门课程不能低于90分。对于一个初中和高中基础并不好的青年来说，要达到如此的标准该付出多大的努力啊，王中林自己已经记不清有多少个周末和夜晚是陪着书本度过的。在西安读书的四年时间里，除了能找到书店外，其他的地方对他来说是陌生的。“机会是均等的，只留给有准备的人”，1982年，还在大学三年级的王中林迎来了人生又一个重要的转折，1981年西北电讯工程学院得到了三个CUSPEA(中国物理学生赴美留学考试)的参加考试的名额，王中林参加了考试，但因为英语成绩不够，没有通过。为了把英语学好，他买来录音机补习英语，第二年一举通过了考试，成为当年西北五省唯一被CUSPEA录取的学生。

　　当时的内地消息闭塞，对美国高校一无所知，选择美国学校又成了一个难题。于是王中林便以字母顺序选择了以A开头的亚利桑那州立大学(ARIZONA STATE UNIVERSITY)，没想到机缘巧合，歪打正着竟然投在国际知名的显微分析学家，英国皇家学会会员，高分辨电子显微学奠基人J.W.Cowley教授的门下。王中林的勤奋好学与刻苦努力很快得到了Cowley教授的赏识，每次教授早晨布置的任务，下午他就抢着做好给教授送过去。Cowley教授对他的评语是：不管做什么，都是做得最好的。Cowley教授严谨的治学精神和谦虚温和的处事风格也深深影响了王中林日后的成长，对推动他在科学征途上的进步起到了非常重要的作用。1987年7月，王中林用了4年时间拿到了一般需要5至8年的物理学博士学位，是该系有史以来第一人。他用四年时间做了三个方面的研究：一是用显微学和谱仪学结合的方法来分析纳米颗粒的结构和表面反应；二是提出了反射电子能量损失谱表面分析的理论和方法，第三是研究电子和表面的相互作用。Cowley教授对他的评价是：这三个方面的任何一个课题都可以作为一篇合格的博士论文。

　　博士毕业后，王中林先后在纽约州立大学石溪分校、英国剑桥大学开文迪许实验室、美国橡树岭国家实验室和美国国家标准和技术定量局从事过研究工作。1992在石溪分校做博士后期间，31岁的王中林开始写自己的第一本专著，他用了两年多的时间完成了《电子衍射中的弹性和非弹性散射》,1995年纽约知名的Plenum Press出版后,被《American Scientists》杂志评论为“具有卓越成就和极其价值的经典之作”。此后，他在英国剑桥大学继续进行非弹性反射的研究，并发表了20多篇有影响的论文，对非弹性反射理论的发展作出了贡献，并开始在此领域占领了一席之地。

　　明星

　　佐治亚理工学院是美国南部著名的理工学院，其工程学院在全美排名第四，享有盛名。1995年王中林被佐治亚理工学院材料科学与工程学系聘为副教授和电子显微镜实验室主任，开始从事纳米科学的研究，也开始了他在科学人生中一个硕果累累的季节。该校科研主管副校长Charles Liotta称王中林是教授里的“明星”，是对他自受聘该校以来毫不过分的评价。

　　1996年，王中林在纳米领域的第一篇文章在《Adv. Materials》杂志上一经发表，便引起了该领域的关注，至今该文章被引用次数超过210次。同年，他的第二本专著《Reflection Electron Microscopy and Spectroscopy for Surface Analysis》由剑桥大学出版社出版，被英国Analysis和美国材料学会会刊评论为“反射电子显微学唯一的和必读的教材”。1998年王中林和同事在《Science》上发表了关于发现纳米碳管量子导电效应的文章，被12家专业学会会刊和报社作为重大科技发现转载。1999年，王中林率领的科研小组研制出可称单个病毒质量的“纳米秤”，被称为“世界上最小的秤”，这个秤利用单根纳米碳管的弹性和电磁共振作用来称重，可以称质量为亿亿分之二百克的单个病毒，该成果在《Science》发表后，立即引起世界上一些主要媒体的极大关注，这一重大发明被称为是对生物学和医学研究的重要贡献。1999年年底，王中林向学校提出成立纳米科学和技术中心的建议，学校采纳了这一建议并任命王中林担任中心主任。

　　1999年3月，王中林被佐治亚理工学院提前晋升为正教授，成为该校有史以来第三位提前晋升的正教授。

　　2000年，王中林又提出用半导体氧化物合成纳米材料，经过一年多的努力，他与同事们利用高温固体气相法，在世界上首次成功地利用金属氧化物合成了10-15纳米厚、30-300纳米宽的带状结构，俗称“纳米带”。纳米带具有很好的导电性和敏感性，而且制作成本不高，在纳米极传感和敏感器以及光电器件的制作方面有很好的应用前景。其发现与合成是继1991年发现多壁碳纳米管和1993年合成单壁碳纳米管以来纳米材料合成领域的又一重大突破，引起了国际纳米科技界的极大关注，被评为美国本周的重大科技新闻，美国的《Science News》、《USA Today》和其它几家主要科技杂志抢先报道这一重大发现。美国著名的《Science》刊登了这一文章并评论说“该文章报道了振奋人心的纳米材料，从来没在科学文献中看到过这种材料”。

　　王中林已经成为佐治亚理工学院名符其实的明星，他不仅科研成就杰出，而且教授的课程非常受学生欢迎。在该校2001年十大杰出人物排名中，王中林排名第四。

　　近日从亚特兰大又传来好消息，王中林教授因其对“纳米技术领域的材料科学以及基础发展做出的杰出及持续的贡献”，于不久前当选欧洲科学院院士。欧洲科学院已拥有350位院士，他们均在自己的科学领域做出了杰出贡献，其中包括多位诺贝尔奖得主。

　　赤子

　　在王中林的人生辞典中，科学家的一生分三个阶段，第一阶段是学习期，第二阶段是成就期，第三阶段是贡献期。而他认为自己正处在第二阶段，正开始第三阶段对社会对人类的回报。

　　王中林是位国际知名的科学家，在中美科技界都享有很高的声誉。同时，他也是一位中美科技交流的友好使者，为促进两国科技界的交往和合作做了大量工作。王中林深知，美国和中国都和自己有着不可割断的联系，美国为自己的成功提供了先进的教育和优越的条件，中国是自己的祖国，培养了自己坚实的理论基础和不屈不挠的品格。他希望中美两个大国加强理解和合作，世代友好，促进世界和平。友好是建立在交流的基础上，作为科学家，只有通过促进人类的科技交流，才能将自己的成就反馈给社会。

　　王中林每年都要回中国进行科技交流或应邀作学术报告，多次组织了中美高科技学术会议，被国内多家部门聘为教授或顾问。至今，他被聘为中国科学院首批海外评审专家和国家自然基金委海外评委，还是教育部清华大学“长江学者奖励计划”特聘讲座教授，北京大学、中国科技大学、中国科学院物理所、华南师范大学客座教授，华南理工大学、哈尔滨工业大学、西安电子科技大学、北京科技大学兼职教授，还担任过国内多家科技期刊，如国家自然科学基金委主办期刊《自然科学进展》和中科院《科学通报》等的编委。曾多次作为教育部“春晖计划”、“聘请世界著名学者项目”的邀请，回国讲学访问。

　　王中林是个很实在的人，每次回国讲学他都希望能踏踏实实做些事情，不喜欢讲排场、讲形式，他很反感那些回国一路吃吃喝喝，热衷领导接见类的回国学者。目前他又有两项新的计划，一是利用两年时间专门为国内写一本介绍纳米科技的英文本科教材，另外是在今年组织几个著名海外学者到西部去为中小学生进行科普。他说，科技兴国的策略不仅要抓住大学生，还要抓娃娃。除了让国内科技界能把握世界最新科技动态外，还要调动孩子们对科学的兴趣。如果国外物理、化学、生物、自然等领域的知名学者能够回国用最简单的语言给孩子们讲述最尖端的科技知识，将是最有意义的事情。

　　男人

　　生活中的王中林是位至情至性的男人，在他的办公室里，除了满屋子的书外，最显眼的地方挂着的都是爱妻和爱女的照片。每当说起自己的家庭，王中林总无法掩饰满面甜蜜的笑容。妻子为了支持他的工作，毫无怨言地在家照顾三个孩子，最小的才刚刚两岁，正是累人的时候。想起这些，总让王中林心里感到十分愧疚。每天从学校回家，他二话不说，捋起袖子便抢着干活，拖地洗碗、整理花园，他知道妻子十分不易，自己只有拼命利用在家的时候多替她分担一些。

　　在孩子眼中，王中林是位很忙很忙，但是也很可爱的父亲。虽然间暇时间很少，但是他总抽机会陪孩子们，一到假期，还带着全家出去度假。王中林还是位让孩子们骄傲的科学家。有一次，王中林的工作在亚特兰大当地的报纸上刊登了，女儿的老师拿着报纸夸她有个好爸爸。女儿自豪得不得了，从此以后，女儿便改名叫王中林“纳米爸爸”，在父亲节的时候，给爸爸写张卡片说他是“纳米宇宙中最伟大的纳米爸爸”。让王中林激动不已的是孩子不仅没有责怪自己，还能十分理解他。

　　王中林非常懂得生活，他知道如何利用自己的最佳状态，每天起床后，跑步打球洗澡，清清爽爽地开车去学校，精神抖擞。累了就放下工作休息，等情绪好了，再进实验室。

　　刚过不惑之年的王中林非常珍惜时间，但是也知道享受人生，科学是他的梦想，但并非他的全部，他认为一个真正的科学家应该知道如何把人生与科学更和谐地交融，也许这就是他科学人生中的人生科学吧。(驻休斯敦总领馆教育组提供) 返回小木虫查看更多