房喻(左二)在學(xué)術(shù)上對(duì)學(xué)生要求非常嚴(yán)格,但他同時(shí)又很尊重學(xué)生,常常強(qiáng)調(diào)師生在人格上是平等的。
圖片由受訪單位提供
癡迷科研的人,多少會(huì)有點(diǎn)“瘋”。
為了研究爆炸物敏感材料,出差途中,一看到嗅爆犬,房喻就跟著跑,觀察犬的行為。在實(shí)驗(yàn)室,他舉著臭襪子,托著爛蘋果,跟學(xué)生一起排除“異味”干擾。經(jīng)過20余載持續(xù)攻關(guān),房喻團(tuán)隊(duì)打破國(guó)外技術(shù)壟斷,研制出具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的爆炸物探測(cè)裝備。“只要接觸過爆炸物,哪怕清洗兩三天,也能瞬時(shí)測(cè)出。”
面對(duì)入選中科院院士的喜訊,采訪開始前,房喻就建議我們不要過分強(qiáng)調(diào)院士頭銜。“我更看重老師這個(gè)身份。”
身為老師,房喻愿意花更多的錢,讓學(xué)生睡臥鋪、坐動(dòng)車去參加學(xué)術(shù)論壇,以示對(duì)科研的敬重;在他的鼓勵(lì)、推薦下,從陜北溝峁間走出的農(nóng)村學(xué)生賀美霞,如今“長(zhǎng)”在了諾貝爾獎(jiǎng)獲得者實(shí)驗(yàn)室……
“我愿一輩子做老師。”這位陜西師范大學(xué)前校長(zhǎng)說。
用技術(shù)感知“危險(xiǎn)”
數(shù)秒內(nèi)檢出“裝過爆炸物后,清洗40多次的容器”“接觸過爆炸物,清洗2到3天的手”
掃雷、反恐、尋找爆炸物、監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)化學(xué)品……過去20多年,房喻的研究一直和“危險(xiǎn)”密切相關(guān)。他的“職業(yè)病”,是喜歡在科研上“冒險(xiǎn)”一點(diǎn)。
比如2004年,他出差到澳大利亞,在墨爾本機(jī)場(chǎng)偶遇了七八只正在執(zhí)行公務(wù)的嗅爆犬。與別人緊急避險(xiǎn)、繞道而行不同,48歲的房喻習(xí)慣性地追了上去,跟著犬跑。
“我想得很簡(jiǎn)單,就是想看清楚嗅爆犬,到底會(huì)對(duì)哪些氣味警覺。”房喻說,“我們的研究,離不開對(duì)危險(xiǎn)‘氣味’的探測(cè),但我們很難接觸到嗅爆犬。機(jī)會(huì)難得,就顧不了那么多。”
房喻的研究,實(shí)際上是研發(fā)替代“嗅爆犬”的“智能狗鼻”,即微痕量物質(zhì)的氣相探測(cè)技術(shù),以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類危險(xiǎn)物質(zhì)如爆炸物、毒品等的高靈敏度探測(cè),其中核心技術(shù)是傳感器。
“傳感器是一個(gè)技術(shù)含量非常高的領(lǐng)域。我國(guó)民用傳感器市場(chǎng)70%以上的份額,被國(guó)外產(chǎn)品占據(jù)。”房喻介紹,“早在上世紀(jì)90年代,美國(guó)在全球率先啟動(dòng)了‘電子狗鼻’計(jì)劃,逐漸形成了技術(shù)壟斷,并控制了相關(guān)產(chǎn)品的全球定價(jià)權(quán)。一臺(tái)重量不足1公斤的設(shè)備進(jìn)口到國(guó)內(nèi),售價(jià)達(dá)42萬元,幾乎不講價(jià),我們毫無話語權(quán)。”
與此同時(shí),隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和持續(xù)擴(kuò)大開放,地鐵、機(jī)場(chǎng)、國(guó)際會(huì)議、重大賽事等安保要求也越來越高,國(guó)產(chǎn)技術(shù)卻捉襟見肘。嗅爆犬作為傳統(tǒng)探測(cè)方式,不僅成本大,且準(zhǔn)確率不高,還面臨“生老病死”的難題。“我們深感核心技術(shù)必須掌握在自己手里。”
周期太長(zhǎng)、投入太多、風(fēng)險(xiǎn)太大……傳感器研究,沒有捷徑可走,少則十幾年,多則數(shù)十年。1998年回國(guó)就職于陜西師范大學(xué)后,在當(dāng)時(shí)樓道里還經(jīng)常“濃煙滾滾、氣味撲鼻”的實(shí)驗(yàn)室條件下,房喻帶著學(xué)生開始破解傳感器“薄膜熒光探測(cè)”技術(shù)之謎。
在許多學(xué)生的回憶中,房老師實(shí)驗(yàn)室的燈光,常常亮至晚上10點(diǎn)。即便是除夕之夜,也要師母大駕光臨,才能把他從實(shí)驗(yàn)室請(qǐng)回家過年。“房老師的春節(jié),往往只過一天,大年初二就回實(shí)驗(yàn)室了。”學(xué)生丁立平說。這在房喻看來卻很正常,因?yàn)?ldquo;教授一定是走得最晚、來得最早的那個(gè)人。自然科學(xué)必須要踏踏實(shí)實(shí),做好每個(gè)環(huán)節(jié),玩不得虛的。”
與專業(yè)嗅爆犬“氣味識(shí)別”的工作模式相似,熒光探測(cè)也是基于嗅覺,但需要在“敏感薄膜材料”上取得突破。為了排除“異味”干擾,房喻舉著臭襪子,托著爛蘋果,和學(xué)生一道做分析實(shí)驗(yàn)。
2010年,時(shí)任陜西師范大學(xué)校長(zhǎng)的房喻,拒絕了前往知名985高校的“升職”機(jī)會(huì),原因很簡(jiǎn)單,“我一旦走了,傳感器的研究有可能全部荒廢”;2014年,他又堅(jiān)決“請(qǐng)辭”,從校長(zhǎng)職務(wù)上退了下來。“說實(shí)話,這些對(duì)我的吸引力沒那么大。我想把時(shí)間騰出來,趕緊將計(jì)劃中的研究做好,這也是我回國(guó)的初心。”
“化學(xué)講變化,重轉(zhuǎn)化,如果思維僵化,可能一事無成。”正是在不斷求變、反復(fù)試驗(yàn)的“化學(xué)”思維引領(lǐng)下,房喻帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),從領(lǐng)域幾乎公認(rèn)的共軛高分子路徑毅然轉(zhuǎn)向小分子,成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)敏感材料技術(shù)的突破。在傳感器硬件結(jié)構(gòu)方面,首創(chuàng)了疊層式薄膜傳感器結(jié)構(gòu),打破了波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)一統(tǒng)天下的局面,研制出真正屬于中國(guó)人自主制造的隱藏爆炸物熒光氣相探測(cè)技術(shù)和裝備,實(shí)現(xiàn)了對(duì)30余種常見制式、非制式爆炸物的超靈敏、高選擇和快速探測(cè),探測(cè)范圍之寬、靈敏度之高、速度之快,均達(dá)到世界先進(jìn)水平。
2014年,房喻團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“隱藏爆炸物超靈敏探測(cè)裝備”正式問世,在爆炸物探測(cè)種類、敏感器件使用壽命等關(guān)鍵指標(biāo)上,均對(duì)國(guó)外同類儀器實(shí)現(xiàn)了超越。“即便裝過爆炸物的容器清洗40次以上,接觸爆炸物的手清洗2到3天,我們的技術(shù)都可在數(shù)秒鐘之內(nèi),將其檢測(cè)出來。”房喻說。
G20峰會(huì)、博鰲論壇、上海進(jìn)博會(huì)、港珠澳大橋通車典禮……當(dāng)房喻團(tuán)隊(duì)研發(fā)的性能更好、價(jià)格更低的“中國(guó)智造”產(chǎn)品,陸續(xù)在一些重大場(chǎng)合發(fā)揮安保作用時(shí),他們已開始新的求索之路。
“我們的研究理念是高技術(shù)應(yīng)用牽引基礎(chǔ)研究,基礎(chǔ)研究支撐高技術(shù)應(yīng)用。”房喻說。在前期研究的基礎(chǔ)上,團(tuán)隊(duì)馬不停蹄,又開創(chuàng)性地將多維信息用于毒品的區(qū)分探測(cè),先后研制出一系列性能優(yōu)異的毒品探測(cè)熒光敏感薄膜材料,在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了對(duì)冰毒、搖頭丸、K粉、芬太尼等重要毒品蒸汽或顆粒物的靈敏、可逆和快速熒光探測(cè)。
如今,整機(jī)重量只有450克的手持式毒品薄膜熒光探測(cè)儀,已在我國(guó)禁毒一線投入使用。民警在不開包的情況下,利用這種“緝毒黑科技”就可知曉包裹內(nèi)是否藏有毒品,響應(yīng)時(shí)間不超過10秒鐘。
“頂天立地”做科研
安保領(lǐng)域的技術(shù)也能用于肺癌診斷,讓研究為國(guó)家、社會(huì)、百姓作出貢獻(xiàn)
“雖然我難以想象我們一介儒生能影響多少國(guó)運(yùn)……但我們?nèi)绻趪?guó)外拖延,目的只在逃避,就似乎有違良心。我們衷心還是覺得,中國(guó)有我們和沒我們,總會(huì)有些不同。”1947年,著名科學(xué)家黃昆在寫給楊振寧的信中如此寫道。黃昆回國(guó)后,成為中國(guó)半導(dǎo)體學(xué)科的一代宗師。
半個(gè)世紀(jì)后,在大洋彼岸的英國(guó)蘭卡斯特大學(xué),拿到博士學(xué)位的房喻,面對(duì)留英還是回國(guó)的兩種選擇時(shí),腦海中不止一次回想起黃昆先生的這句話。
1978年,“科學(xué)的春天”來臨,房喻作為恢復(fù)高考后的第一屆大學(xué)生,考入陜西師范大學(xué)化學(xué)系學(xué)習(xí),畢業(yè)后留校任教。1992年,36歲的房喻自費(fèi)出國(guó)留學(xué),讀書深造。身處異鄉(xiāng)6年,在學(xué)業(yè)上“只爭(zhēng)朝夕”的房喻,深感國(guó)家在高科技領(lǐng)域與西方發(fā)達(dá)國(guó)家差距甚大。
“在英國(guó)時(shí),我的房東是一位香港同胞,他曾給英國(guó)人做過海員,備嘗受制于人的屈辱,所以他特別希望祖國(guó)能強(qiáng)大起來。”房喻回憶說,“當(dāng)我決定回國(guó)時(shí),很多人反對(duì),覺得不可理解,但這位香港同胞,很堅(jiān)定地支持我,希望我回去為國(guó)家做點(diǎn)事。”
深受觸動(dòng)的房喻,放棄了優(yōu)厚待遇,在同胞的目送中,踏上了歸國(guó)之路。
回到祖國(guó),回到大西北,回到母校陜西師范大學(xué)。生活清貧、經(jīng)費(fèi)有限、人才稀缺……房喻和一群扎根西部的教育者共同“抱道不曲、擁書自雄”,開始了傳感器事業(yè)的拓荒之路,“為子孫后代、國(guó)家繁榮進(jìn)步做點(diǎn)事”。
經(jīng)過二十余載的持續(xù)攻關(guān),房喻團(tuán)隊(duì)目前研發(fā)出具有我國(guó)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的薄膜熒光傳感技術(shù)體系。除了在安保、緝毒等領(lǐng)域大顯身手外,團(tuán)隊(duì)還在拓展薄膜熒光傳感技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景,如環(huán)境質(zhì)量、食品安全、油氣勘探、疾病診斷等“硬核”領(lǐng)域。
以疾病診斷為例,飽和烷烴是一類重要的信號(hào)物質(zhì),在消化系統(tǒng)疾病特別是肺癌的早期診斷中具有重要意義,但飽和烷烴化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,缺乏光電活性,導(dǎo)致高靈敏探測(cè)十分困難。
房喻團(tuán)隊(duì)通過傳感物質(zhì)創(chuàng)新、薄膜結(jié)構(gòu)優(yōu)化,最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)飽和烷烴的氣相高靈敏選擇性快速識(shí)別和檢測(cè)。
“科研要立足學(xué)科實(shí)際,面向國(guó)家建設(shè)需要,著眼國(guó)計(jì)民生,從源頭上解決真問題,滿足真需要。”房喻認(rèn)為,“化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)決定了化學(xué)研究是能夠頂天立地的,是可以對(duì)國(guó)家、社會(huì)、百姓作出貢獻(xiàn)的。”
一次“失敗”的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷,讓學(xué)生彭軍霞對(duì)房喻所說的“頂天立地的科研”有了更深切的理解。
2007年,房喻的博士生彭軍霞在做選擇性膠凝實(shí)驗(yàn)時(shí),預(yù)想的油水分離結(jié)果并沒有出現(xiàn),“兩種物質(zhì)竟然神奇地融合了”。檢查流程,推倒重來,反復(fù)試驗(yàn),結(jié)果照舊。因?yàn)槟貌坏嚼硐氲膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),不明白“失誤”在哪里的彭軍霞焦頭爛額。
房喻在確定彭軍霞的實(shí)驗(yàn)流程、數(shù)據(jù)沒有差錯(cuò)后,敏銳地意識(shí)到,這是個(gè)“新技術(shù)”,有可能解決國(guó)家正面臨的材料領(lǐng)域的卡脖子難題!
沿著彭軍霞的“失誤”,團(tuán)隊(duì)順藤摸瓜,在國(guó)際上首次研制出小分子膠凝劑穩(wěn)定的凝膠乳液。
“利用我們的凝膠乳液模板法制備的高分子泡沫材料,兼具了輕質(zhì)、高強(qiáng)兩大優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)了品種和工藝的雙重創(chuàng)新。”彭軍霞說,“以前我們制作此類泡沫材料,必須依靠化學(xué)發(fā)泡、物理發(fā)泡或玻璃微珠填充等國(guó)外原創(chuàng)的技術(shù)。”
將分子凝膠引入推進(jìn)劑的研制,解決航天界公認(rèn)難題;建立公斤級(jí)多相云爆劑,破解我國(guó)高能材料制備技術(shù)困境……在房喻的啟發(fā)、指導(dǎo)下,劉凱強(qiáng)、彭軍霞和團(tuán)隊(duì)成員以一次“失敗”的實(shí)驗(yàn)為起點(diǎn),連續(xù)攻克多個(gè)研究瓶頸,正陸續(xù)破解我國(guó)在航天、航空、深海、汽車制造等領(lǐng)域面臨的材料困境。
“如果不是房老師及時(shí)點(diǎn)撥,我可能就放棄了,不管了。我們天天泡在實(shí)驗(yàn)室,難免‘只拉車不看路’。”彭軍霞說,“房老師說的‘頂天立地’,就是說科研工作者一定要有家國(guó)情懷,雙腳踩在地上時(shí),兩眼還要盯著天上,只有明白國(guó)家和社會(huì)的需求在哪里,科研才有大格局。”
在房喻團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室墻上,掛著一張《中國(guó)智造2025》全景圖,從國(guó)家政策到戰(zhàn)略任務(wù)再到重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域,全都一目了然。每天,正是在這張全景圖的“注視”下,已經(jīng)滿頭白發(fā)的房喻,仍然“只爭(zhēng)朝夕”,和學(xué)生一道忙碌在實(shí)驗(yàn)室中,從酸到堿,從燒杯到試管,從無機(jī)到有機(jī),在略顯“枯燥”“繁瑣”的科研工作中,這張全景圖,正是他們?nèi)Ρ几暗?ldquo;星辰大海”。
“勤于治學(xué),更重育人”
郵件“轟炸”,推薦學(xué)生進(jìn)入諾獎(jiǎng)得主實(shí)驗(yàn)室,房老師最盼學(xué)生們能立大志、擔(dān)大任
1956年,房喻出生在陜西臨潼一個(gè)普通的農(nóng)村之家。從農(nóng)村娃到大學(xué)教授,房喻靠知識(shí)改變命運(yùn),因此深知教育之神圣,也更明白“教師”二字的分量。
房喻的教師經(jīng)歷始自1975年。1974年,成績(jī)優(yōu)異的房喻高中畢業(yè);一年后,他到家鄉(xiāng)一所小學(xué)初中一貫制學(xué)校做起了民辦教師。1977年,高考制度恢復(fù),房喻考入陜西師范大學(xué),如愿以償被第一志愿化學(xué)專業(yè)錄取,本科畢業(yè)后,得以留校任教。
在許多學(xué)生眼中,房老師“勤于治學(xué),更注重育人”。
直到今天,每日離校前,房喻的最后一項(xiàng)工作,依然是去實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生們答疑解惑;每次開組會(huì),他認(rèn)真到連學(xué)生PPT中的格式、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)都要一一審閱、糾正;學(xué)生的每篇論文,房喻要親自審三遍,才允許投稿。“前兩遍檢查實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù),最后一遍確保行文準(zhǔn)確流暢。”
“房老師在學(xué)術(shù)上要求特別嚴(yán)格,很多時(shí)候都是親自示范。他用‘鐵人精神’和‘雷鋒精神’要求我們?cè)趯W(xué)術(shù)上多下功夫。”學(xué)生劉靜說,“但他同時(shí)又很尊重學(xué)生,常常強(qiáng)調(diào)師生在人格上是平等的。”
課堂之外,房喻和他的學(xué)生是好朋友,是“君子之交”。
比如,房喻愿意花更多的錢,讓學(xué)生睡臥鋪、坐動(dòng)車去參加學(xué)術(shù)論壇,以視對(duì)科研事業(yè)的尊重。彭軍霞人生中第一次吃西餐,就是房喻請(qǐng)的客。“房老師想用那頓飯告訴我,長(zhǎng)見識(shí)不光靠專業(yè)學(xué)習(xí),更要努力去認(rèn)識(shí)世界的廣博。”
房喻的學(xué)生賀美霞,來自陜北農(nóng)村,如今在法國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)得主的指導(dǎo)下獲得了博士學(xué)位。對(duì)這位農(nóng)村姑娘來說,能夠師從諾貝爾獎(jiǎng)得主,曾經(jīng)“想都不敢想”。
為了把不可能變成可能,房喻親手指導(dǎo)賀美霞寫申請(qǐng)材料,給對(duì)方實(shí)驗(yàn)室的教授寫了五六封電子郵件,推薦自己的學(xué)生。在房喻的鼓勵(lì)、推薦下,不到一年時(shí)間,從陜北溝峁間走出的賀美霞,在諾貝爾獎(jiǎng)得主的實(shí)驗(yàn)室站穩(wěn)了腳跟。
“我跟學(xué)生說過,只要經(jīng)過嚴(yán)格的學(xué)術(shù)規(guī)范訓(xùn)練,到世界上任何一個(gè)頂尖實(shí)驗(yàn)室都不會(huì)丟人。我如此支持賀美霞,就是為了給后面的學(xué)生樹立一個(gè)榜樣。”房喻說,“很多學(xué)生尤其是農(nóng)村來的學(xué)生,往往缺乏自信,我作為老師,就是希望他們能敢想敢做,樹立更高更遠(yuǎn)的人生目標(biāo),將來走向社會(huì)后能夠?yàn)榧彝?、民族、?guó)家,乃至人類承擔(dān)起更大的責(zé)任。”
“抱道不曲、擁書自雄”,這是陜西師范大學(xué)的學(xué)風(fēng)。建校70多年來,這所師范院校為我國(guó)西部地區(qū)培養(yǎng)了大量教育人才,譜寫出“扎根西部、甘于奉獻(xiàn)、追求卓越、教育報(bào)國(guó)”的西部紅燭精神。
在房喻這束“燭光”的照耀下,丁立平、劉凱強(qiáng)、劉靜、彭軍霞等眾多房喻的學(xué)生,已經(jīng)走上了教師崗位,繼續(xù)扎根西部,潛心育人,他們正在用自己的“燭光”,照亮更多學(xué)生的成才之路。
“十載風(fēng),十載雨,十年樹木,十萬棟梁。”2009年,身為校長(zhǎng)的房喻,曾積極響應(yīng)一線教師的建議,在學(xué)校新校區(qū)的空白地帶,種下了一棵又一棵果樹,以期讓學(xué)生“多識(shí)于鳥獸草木之名”;如今,春來時(shí),這里桃李爭(zhēng)艷,入秋后,此處群英滿園,就像房喻和他的學(xué)生,以及學(xué)生的學(xué)生,一代又一代……
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