2013年07月17日 星期三
江俊:追逐绿色之光的人

    □ 张国芳

    化石能源日渐耗竭,何以替代?

    二氧化碳排放造成环境恶化之忧,何以化解?

    环境污染对生命造成的影响亟须实时监测,何以实现?

    ……

    如何让人们获得更加绿色的环境、绿色的生活?

    江俊在理论化学的世界中不断探究着答案。

    江俊,中国科学技术大学化学物理系教授。中国科学院上海技术物理研究所博士;瑞典皇家工学院博士。先后在瑞典皇家工学院理论化学系、美国加州大学尔湾分校化学系从事相关的博士后研究。

    江俊当前的工作重心之一是光催化研究,因为光催化体系可将太阳能转换为清洁的化学能,同时消除二氧化碳和有机污染物分子,是同时解决能源和环境危机的有效途径。他简略归纳自己的研究为“协同理论、调控、表征等科学工具,寻找普适的高效光催化机制发展理性设计。”

    有别于传统的成本昂贵的“实验试错”的研究模式,他希望做一个前沿的创新尝试,以理论为先导来集成实验研究成果,开发实用的光催化体系设计与仿真软件,通过理性设计探索出34种具有优良光催化性能的复合纳米材料和组织方式。

    江俊自信地说,“该项研究有望拨开光催化的机理长期不清晰的迷雾,推动中国光催化领域的发展,在促进能源优化利用、环境保护中起到积极作用。”

    他同时也致力于生物分子光子学研究,希望通过识别和操纵光子与生物分子内电子的相互作用,探测或驱动分子体系的结构变化、化学反应、光电转换、能量传递等过程,实现分子发光与成像、人工光合作用、蛋白质结构与功能转换等重要应用。

    江俊介绍,“该研究在多种严重神经疾病成因等人类医学和生命科学方面正在或将会发生重要作用。”

    犹如阳光对绿色植物照射的意义,有两位老师对江俊的成长起着至关重要的作用。

    陆卫教授在江俊硕士期间,就发现了他的数学和编程偏好,于是引导他进行理论模拟研究,使得他很快开发了一个量子阱半导体器件光电性质模拟软件,该软件后被加拿大crosslight光电半导体软件收入成为专用模块。

    硕士毕业后,陆教授又力荐他报考瑞典皇家工学院博士生,江俊的人生轨迹从此改变。

    江俊对陆教授充满感恩之情,“非常幸运能遇到陆老师。他更愿意把自己好的学生送出去,到国外接触新的信息和研究方式,以更好地发挥学生特点。”

    另一位伯乐是瑞典皇家工学院罗毅教授,江俊的博导。

    罗教授点石成金般指导他跨越了从半导体物理到理论化学的专业鸿沟,“他指导我将固体物理的原理引入到量子化学的计算中去,发展了一系列的多尺度模拟方法。”该方法被著名理论化学家Hans Agren评价为“具有真正的原创性和广泛的应用前景”。江俊主持开发的动力学模拟软件TBMD在2012年应用于极端高温高压条件下的发动机部件材料设计,以10万不到的低廉模拟成本为工业生产节约开发成本4320万,并有望在更多领域推广应用。

    罗教授在研究方法上的启发更让他醍醐灌顶,“在研究中绝不能带有偏见或者预设前提,理论与实验不符合,不是简单意味着‘此路不通’”。于是,江俊从很“垃圾”模拟结果中找到了以前忽略了的因素,发现确实“别有洞天”,从此“另辟蹊径”。

    江俊也将科学方法传授给自己的学生,“要理解自己已经做过的、正在做的和将要做的事情。科研最关键处不是掌握知识,而是具有发现问题和探索解决方案的习惯。”

    “科研不是为了求生存,也不是为完成项目任务,而是为了享受获取新知识的快乐。”罗教授倡导的“快乐科研的精神”已扎根于江俊的思想,他说,“在‘快乐科研’中,我们不会因为遇到研究困境而沮丧,也不会因为学术竞争而急于求成,更不至于为了拿到项目而忽视学术规范。”

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