清華大學(xué)博士生導(dǎo)師鮑捷成功結(jié)合量子點(diǎn)和光譜儀

   將來(lái)的一天，只要拿著手機(jī)輕輕一掃，就能知道想買的蘋(píng)果是酸還是甜，喝的牛奶安不安全，食用的油是不是地溝油;戴上智能手表就能檢測(cè)皮膚血氧含量，也可以檢測(cè)是否罹患皮膚癌等疾病？　　　　這不是天方夜譚，只需一個(gè)小小的量子點(diǎn)光譜儀就可輕松搞定。而研發(fā)這一“神器”的，正是清華大學(xué)電子工程系副教授、博士生導(dǎo)師鮑捷?！　　　?013年底從美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)學(xué)成歸國(guó)的鮑捷，是學(xué)生眼中“最帥的導(dǎo)師”。作為“青年千人計(jì)劃”學(xué)者，鮑捷以學(xué)報(bào)國(guó)，在光譜儀研發(fā)領(lǐng)域采擷了最亮的那顆星，成功研發(fā)量子點(diǎn)光譜儀，宣告全民光譜照相時(shí)代的到來(lái)?！　　　×孔狱c(diǎn)光譜儀“驚艷”世界　　　　2015年7月，一篇名為《基于膠體量子點(diǎn)納米材料的光譜儀》的論文在《自然》雜志上發(fā)表，學(xué)界因之轟動(dòng)。“這是人們第一次在光譜儀中使用量子點(diǎn)”“科學(xué)領(lǐng)域上最重要的科研工具之一現(xiàn)在適合于你的手機(jī)”?國(guó)外媒體的紛紛點(diǎn)贊，顯示出量子點(diǎn)光譜儀的非同尋常?！　　　≌撐牡牡谝蛔髡哒酋U捷。同期《自然》雜志還刊登了美國(guó)西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家的專題評(píng)論文章，文章說(shuō)“這種優(yōu)雅地將納米技術(shù)與數(shù)碼相機(jī)影像傳感器集成的方法克服了多種現(xiàn)有技術(shù)所面臨的困難”“將來(lái)，我們可能會(huì)看到微小的、高分辨率的量子點(diǎn)光譜儀在太空任務(wù)或家居智能傳感器和物聯(lián)網(wǎng)中被應(yīng)用”?　　　　量子點(diǎn)光譜儀的橫空出世，是量子點(diǎn)和光譜儀的首次成功結(jié)合，開(kāi)辟了人類使用納米材料的新方向，具有里程碑意義。　　　　光譜是物質(zhì)的一種“指紋”，是其與生俱來(lái)的“身份證”，而作為分辨光波的神奇“眼睛”，光譜儀能準(zhǔn)確測(cè)量物質(zhì)“指紋”，從而“一眼洞穿”其化學(xué)成分和相對(duì)含量。然而，傳統(tǒng)光譜儀受光柵分光的物理原理限制，在實(shí)際中難以做到小于一本字典的大小，且造價(jià)昂貴，高達(dá)數(shù)萬(wàn)美元。因此，傳統(tǒng)光譜儀一直是實(shí)驗(yàn)室的“專寵”，難以進(jìn)入尋常百姓家?！　　　∠胍淖儯捅仨毻黄?。鮑捷上下求索，終于找到納米材料領(lǐng)域的“新貴”——量子點(diǎn)。量子點(diǎn)具有吸光特性，將其縮小至人頭發(fā)絲萬(wàn)分之一尺度時(shí)，量子點(diǎn)的顏色就會(huì)隨尺寸改變而改變。“量子點(diǎn)是能在非常寬的顏色范圍內(nèi)連續(xù)地獲得不同顏色的材料，基于這一獨(dú)特性，它是用來(lái)辨別物質(zhì)顏色或光譜的絕佳材選。”鮑捷說(shuō)?！　　　×孔狱c(diǎn)光譜儀利用不同量子點(diǎn)材料的光學(xué)性質(zhì)，取代了光柵的光學(xué)過(guò)濾作用，具有新型傳感器小、巧、輕的特點(diǎn)。甫一問(wèn)世，量子點(diǎn)光譜儀就“優(yōu)雅地”驚艷了世界，其廣闊的應(yīng)用前景也讓人充滿期待?！　　　∶闇?zhǔn)交叉領(lǐng)域闖新路　　　　成功，從來(lái)不是偶然的。跨學(xué)科的專業(yè)背景和長(zhǎng)時(shí)間的觀察思考，讓鮑捷有了“后發(fā)優(yōu)勢(shì)”，他打破常規(guī)思維，以超然的研究視角，蹚出了一條新路?！　　　”究凭妥x于清華大學(xué)化學(xué)系，博士階段深造于美國(guó)布朗大學(xué)，5年內(nèi)學(xué)過(guò)材料、光譜等4個(gè)專業(yè)，博士后則在MIT從事飛秒激光研究，短短10余年間鮑捷在化學(xué)、生物、物理等多個(gè)學(xué)科方向游刃有余，學(xué)術(shù)視野空前開(kāi)闊，最終“腦洞大開(kāi)”，將量子點(diǎn)和光譜儀兩種本來(lái)“八竿子打不著”的東西巧妙地結(jié)合在了一起。“我們站在巨人肩膀上做科研，雖然巨人難以超越，但巨人和巨人間有可供探索的廣闊空間，交叉學(xué)科就是搭在巨人間的橋梁。”鮑捷說(shuō)。　　　　發(fā)現(xiàn)真問(wèn)題，才有新突破。在美國(guó)求學(xué)時(shí)，細(xì)心的鮑捷發(fā)現(xiàn)很多人愛(ài)曬太陽(yáng)，但紫外線太強(qiáng)可能誘發(fā)皮膚癌，這讓不少人飽受折磨。“要是有一個(gè)能測(cè)量不同波長(zhǎng)紫外線含量和強(qiáng)度的小型光譜儀就好了。”鮑捷暗自琢磨?！　　　【瓦@樣，制作小型光譜儀的想法在鮑捷心里扎下了根，他推開(kāi)一扇門，洞見(jiàn)了一個(gè)更遼闊的世界?！　　　】嘈娜耍觳回?fù)。量子點(diǎn)光譜儀終于從理念變成現(xiàn)實(shí)?！　　　汛б活w報(bào)國(guó)之心　　　　海外負(fù)笈，以學(xué)報(bào)國(guó)，這在鮑捷看來(lái)是水到渠成的事?！　　　?ldquo;他身上有老一輩科學(xué)家的影子，懷著一顆樸素的愛(ài)國(guó)心。”課題組科研助理張大偉和鮑捷接觸很多，這份情懷讓他感同身受。早在回國(guó)前，鮑捷就在量子點(diǎn)光譜儀的研發(fā)上獲得突破。“憑借這一顛覆性技術(shù)，他想要留在美國(guó)任教絕非難事。”張大偉說(shuō)?！　　　∪欢U捷卻并沒(méi)想要留下來(lái)。當(dāng)清華大學(xué)前校長(zhǎng)2013年在美國(guó)問(wèn)他是否愿意回國(guó)工作時(shí)，鮑捷沒(méi)有絲毫猶豫，滿口答應(yīng)?！　　　』氐侥感９ぷ鳎瑢?shí)現(xiàn)了鮑捷的夙愿。歸國(guó)之初，實(shí)驗(yàn)室只是幾間空蕩蕩的小屋，一件像樣的設(shè)備都沒(méi)有，鮑捷一一購(gòu)置，慢慢搭建起了完備的實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)。在這里，他一次次地試驗(yàn)，成功研制出了量子點(diǎn)光譜儀，開(kāi)了量子點(diǎn)和光譜儀巧妙結(jié)合的先河?，F(xiàn)在，他又瞄準(zhǔn)前沿領(lǐng)域，朝智能制造、智能傳感、智能分析等領(lǐng)域邁進(jìn)，準(zhǔn)備攀登新的高峰?！　　　?ldquo;不要把自己局限在一個(gè)領(lǐng)域，做研究眼界一定要寬。”這是鮑捷常對(duì)學(xué)生說(shuō)的一句話。他鼓勵(lì)學(xué)生廣泛涉獵，并注重培養(yǎng)他們的自主科研能力?！　　　□U捷對(duì)學(xué)生嚴(yán)格，“在算法精度上，別人能做到的，你們也要做到”;但他也很寬和，“我們實(shí)驗(yàn)室從不打卡，鮑老師不會(huì)強(qiáng)迫我們，如果狀態(tài)不好，出去玩一天他也不介意。”博士研究生李思敏說(shuō)?！　　　?shí)驗(yàn)室的一面墻上，貼著鮑捷跟學(xué)生們的不少合影。照片上，他總是站在最外側(cè)，也像個(gè)學(xué)生一樣，笑得燦爛?！　　　【庉孅c(diǎn)評(píng)　　　　量子點(diǎn)光譜儀的出現(xiàn)為醫(yī)療事業(yè)開(kāi)啟了革命性的時(shí)代，該技術(shù)被應(yīng)用于食品的安全檢測(cè)和藥品的安全檢測(cè)，為人類的健康提供了保障。量子點(diǎn)光譜技術(shù)可以將大型光譜設(shè)備轉(zhuǎn)化為微型傳感器，擴(kuò)大了光譜儀的應(yīng)用范圍?！　?/span>