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【导师专访】庞元杰:理想比网络更迷人,对科学和生活有执念

作者: 时间:2019-04-04 点击数:

2002年的秋天,让刀郎成名的那场雪还没来得及下,才是凉风初起,红枫乍现,庞元杰独自坐在机舱里,手里握着一本崭新的护照,心里面是激动,是无畏,也是些许依念和孤独。飞机快速地在跑道上滑行,很快飞上了天,红的黄的金的秋天已被云层遮蔽不见,庞元杰想着飞机降落那一刻,那里的秋天真的有那么美吗?那个枫叶国——加拿大。

那年庞元杰18岁,他要去加拿大攻读学士,他当时想不到,这一别竟是16年。2018年,经过了庞学士、庞博士、庞博士后研究员,庞元杰到了华中科技大学光电信息学院,成为了庞教授。

也曾经迷恋网络

庞元杰的主要研究方向是光镊与电催化,博士研究的是纳米光子学,但倒回16年前,庞元杰本科学的可不是这个。2002年夏天,庞元杰收到了中南大学临床医学(七年制)录取通知书,更加有点小惊喜的是,很快加拿大留学签证也到了。庞元杰心里有了甜蜜的小纠结,学医还是出国呢?如果学医,“可我最喜欢的是理论物理”,那样世上虽然多了一个庞医生,但无疑少了一个物理学者,“而留学还可以有重新选择的机会”。但是“出国意味着将长期远离熟悉的环境、父母的呵护,自主学习,独立生活,等等,一系列的困难无疑也摆在那里”。

庞元杰在纠结中通过了语言和预科学习,学习也让事情不那么纠结了,庞元杰最终决定,去加拿大,去维多利亚大学,去留学。

但似乎现实总是比理想要来的骨感。选专业时,理想第一次迷了路。高中时,庞元杰最喜欢物理,很久以来,他就希望在大学可以学习理论物理专业。但当时国外的情况却并不是庞元杰实现理想的最佳时机,于是在父母的劝说下,深入思考之后,庞元杰找了一个平衡点——电气工程,这个工科专业“是我理想与现实之间的平衡点”。但庞元杰心里那团火从来没有灭过,“当时依旧希望自己未来能够从事理论物理研究。”

但没多久,理想又差点走丢了。国外没有国内的集体宿舍,庞元杰一个人租房子住,没人管着,没有小伙伴监督着,刚刚摆脱高中束缚的庞元杰,迷上了网络。一个人是孤独的,18岁一个人,是加倍的孤独,刚好赶上QQ的流行,每天庞元杰都沉迷于QQ聊天不能自拔,又或是打游戏以挨过课外时光。12个小时的时差,让庞元杰的小伙伴起床时,庞元杰那里已经入夜了,但架不住聊天的渴望,和游戏的诱惑,庞元杰在半夜聊天、打游戏越来越多,这使得他每天睡觉的时间捉襟见肘,“有过两三个月每天熬到凌晨两三点才睡觉”。

结果,庞元杰身体开始出现问题,成绩也明显下滑,庞元杰意识到了问题的严重性。“毕竟我还是有理想的,如果想要在理论物理等方面深造,都需要成绩的支撑。” 所以还是学习和科研比较重要,而且也更有意思。从那时起,庞元杰再也没有沉迷于网络,专心学习,专心科研,2006年他获得了维多利亚大学的学士学位,四年后他在维多利亚大学博士毕业,并以博士后的身份继续光镊与电催化研究。

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庞元杰与博士生导师Reuven Gordon教授的合影

被安排的转型

“有时候人的际遇运气和机遇也很重要。”庞元杰从来没有过自己会走上光镊和电催化方向的研究道路。庞元杰的博士研究方向是如何突破光镊的捕捉极限,光镊也就是光做的镊子。一把镊子可以夹起一枚螺丝,却夹不起一粒灰尘,同样地,受限于单束聚焦激光光斑直径,光镊的捕捉效率也被限制住了,要想获得进一步提高就需要采用纳米光子结构,而其中所需要的微纳光子学机理便是庞元杰的研究重点。

博士毕业后,庞元杰去了美国密歇根大学药学院,以博士后身份继续科研,方向是如何用光镊捕捉艾滋病病毒,进而研究艾滋病病毒感染人体细胞的途径,以提高人们对艾滋病病毒的了解。

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庞元杰(右一)与美国密歇西根大学承炜教授研究组的合影

“我也很喜欢这个研究方向,但这个方向偏离了微纳光子学的研究背景,更偏向于实用方面,不再是理论物理的研究,我还是希望能做有关微纳光子学的研究,哪怕研究对象不是光镊。”2015年,庞元杰又回到了加拿大,加入到多伦多大学副校长Edward H.E Sargent教授和该校David Sinton教授合作的光催化课题组,重回微纳光子学,研究如何应用微纳光子学的知识进一步提升光催化反应的效率。

但就当庞元杰在紧锣密鼓地研究时,几个月之后研究小组突然决定放弃光催化,因为光催化的效率一直太低。取而代之的是电催化,命运作弄之下,庞元杰的研究方向也随之转为电催化,直到今天。

久而久之,庞元杰也渐渐喜欢上了这个新方向,“这是一个前沿交叉学科,我也可以将之前的知识储备用应用在这个领域,从而提出一些比较新颖的想法。”庞元杰希望,有一天这些理论可以从实验室走到生产线,使中国可以用光伏发电将二氧化碳转化为乙烯等一系列碳基燃料和工业原料,既可以减少温室效应,又能降低中国对石油的依赖。

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与多伦多大学副校长Professor Edward H. Sargent教授(左)和Professor David Sinton教授(右)合影

亦师亦友的暖男老师

初到学院,庞元杰就已经是同学们眼中的暖男老师了。作为光电1809班教师班主任,庞元杰经常和同学们分享自己的海外留学经历,指导同学们尽早找到自己的方向。庞元杰喜爱健身,健身器材是他办公室的标配,他也会经常提醒同学们锻炼身体的重要性,“等到未来科研或者工作需要连轴转的时候,一个好的身体会给你莫大的帮助。”

庞元杰非常希望同学们能去实验室多参观多实践,十余年的岁月沉积,让他感悟到“判断自己是否适合科研最好的办法就是多尝试,有可能在某一次尝试的过程中你就突然发现了自己喜欢的方向,星星之火,加上扎实的学科基础,平时的积累就可以形成燎原之势。”在庞元杰眼中,科研的本质是创新,但是在实际的过程中可能是大量机械的枯燥的重复,两者之间的反差就构成了科研工作者最真实的体验,我们要用细心、耐心和决心去对待。“失败了也没有关系,换一个方向再试。”

2018年,又是一个秋天,森林公园的叶子依旧那么金黄,庞元杰这次带着1809班到森林公园烧烤。“庞老师成了一整个班的大厨。我都不知道庞老师的烧烤技术这么好。”1809班助理班主任娄源浩说,“结果一整个班都等着庞老师烤肉。”

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庞元杰和同学们在森林公园烧烤

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