天南地北宜兴人:回响在生命深处的“打夯号子”——记复旦大学材料科学系博士生导师陈国荣

【引  言】

复旦校园的春夏秋冬,就是他大半辈子的人生。他是在交叉学科间游走的学者,一个善于用无尽的奇思妙想破解科学难题的人。

在他心里,即使走遍天涯,家乡宜兴永远是最美的地方。宜南山区忠勇而纯朴的民风,强韧着他的心智。少年时代,周培源的故事为他点亮了理想的心灯。龙池山下水库建设工地的打夯经历,成为他宝贵的“成人礼”。在他生命深处,在他科学探索的旅程中,永远回响着当年的“打夯号子”,它代表着一种不畏艰难的精气神,一种宜南山区的硬汉精神。

在磨砺中成长  周培源的经历点亮了心灯

陈国荣出生在宜兴张渚龙池山下——松竹繁茂、风景秀丽的省庄村。在他心里,龙池山下的年少时光,虽然清苦却不乏快乐。家乡的一山一水,恩养着他清贫的家庭;宜南山区走出过卢象升这样的铮铮硬汉,当地忠勇而纯朴的民风,强韧着他的心智。

因为父亲不幸早亡,家境极度贫寒。陈国荣有一个姐姐、两个妹妹,他作为家中唯一的儿子,从小就帮家里干各种农活:樵柴采药、削草排山芋、耘田割稻……陈国荣说:“印象最深的是,十五六岁时,常利用寒暑假及农忙假,和村里的小伙伴一起上山,四处捡拾枯枝败竹,第二天凌晨挑着担子走十八里路,赶在天亮前到张渚镇集市卖。那时,一担柴能卖到几角钱,补贴点学习费用就很开心了。”

1962年上高二时,一件说起来不大的事,却影响了陈国荣一生。那年,大名鼎鼎的物理学家周培源先生回乡。陈国荣的班主任马恒惕老师有幸参加了座谈会,见到了周培源。回来后,马老师用兴奋和略带神秘的口气,在班会课上介绍了周老的人生经历和毕生信念,以及我国国防科研的巨大成就。这一切,深深震撼了少年陈国荣。由此,物理成为他最喜爱的学科。用陈国荣自己的话说,从此他像变了一个人,读书有了明确的目标,学习成绩不断提升。1964年,他以优异的成绩考取了复旦大学物理学系。

他至今无法忘怀,那年高考结束后,就在回家的第二天,他来到龙池山下的大前岕水库建设工地参加劳动。他选了最吃苦的工种:打夯。一块重两三百斤的大青石方柱,用四根竹棒绑在石柱上扎成井字形,8个壮劳力齐声吆喝呼号,不断举起砸下,夯实水库坝基上的堆土,从天不亮开始,一天要干十多个小时。两手起了血泡,磨破后用布缠好伤口继续干,整整一个月,陈国荣手上新茧老茧层层叠叠,这双手变得粗壮结实,是饱经磨砺的硬汉才有的双手。

他的内心始终珍藏着这段经历。这段经历如同一场“成人礼”。他告诉自己,为了科学攀登的梦想,从这里出发,他准备好了迎接一切难题。从此,在他漫长的科学探索旅程中,总有当年的“打夯号子”在回响,那声音,代表着不畏艰难的精气神,宜南山区的硬汉精神贯穿于他的一生。

总有奇思妙想  善于“横向思维”破解难题

陈国荣教授的学术生涯几乎一直是与材料科学打交道。

材料是社会科学技术进步的物质基础与先导,一种新材料的发展,往往导致一场技术革命。人类最早使用的材料是石头,将石头打制成石斧等工具,于是开创了“石器时代”。当代,材料、能源与信息一起被公认为现代文明的三大基础支柱。陈国荣从事的是功能材料领域的研究。它们与光电子、微电子技术,生物医疗,环境监测与治理,军事国防等多个领域紧密相关。

陈国荣多年来的科研主攻方向是真空与薄膜技术、纳米电子学等,但他对光电子学、生物化学、医疗电子学等多学科都有涉猎,用陈教授的话说:现在是学科交叉的时代,科学研究需要多学科协同作战。科学工作者必须要善于“横向思维”。许多看似复杂、难解的问题,换一个角度、换一种方法,或许会迎刃而解。

陈教授在接受《宜兴日报》采访时讲述了自己亲身经历的故事。

1986年8月,他作为复旦大学公派访问学者,前往现在属于日本佳能集团旗下的世界著名半导体设备公司ANELVA株式会社,开展MBE(分子束外延)技术的研究。这在当时属于对“社会主义阵营”禁运的高技术。当时我们国家改革开放不久,对于初来乍到的陈国荣来说,MBE技术完全是一个全新的领域。

该技术在成膜过程中,对分子束强度的精密监控是关键之一。以前采用的是一项美国的专利技术,即用钨丝加热(热阴极)发射电子束,但是,这个方法有着致命弱点,即热阴极本身的发光对分子束的激发光干扰极大(即所谓的背景光非常强),常常是需要观测的信号光远低于这个背景光,从而对整个监控过程带来极大困扰。陈国荣尽管初来不久,接触的又是全新技术,但他作为真空领域的专家,联想到在真空度测量技术中有时使用的冷阴极,如果这时让分子束从其区间经过,一样能被激发发光,由于这个过程无需热阴极,也就没有了产生强烈干扰的“背景光”了。他们将经特殊设计加工后的冷阴极使用到MBE系统中,第一次试验就大获成功。

陈国荣对我们说,另一个故事说来简直有点“搞笑”。

那是在日本著名的科学城筑波发生的事。1997年底,陈国荣来到日本通产省产业技术研究院的电子技术综合研究所,在“量子有机功能器件的制作和评价”项目组任聘用研究员。项目中用到了一个新开发的成膜技术——“真空喷雾”成膜技术。在陈国荣进入该课题组之前,项目已经进行了一年多。为了提高器件性能,希望制备出在膜的厚度方向成分连续变化(具有特定的梯度分布)的有机薄膜。这个问题已经困扰了他们很久。

了解情况后,陈国荣马上就联想到小学时做过的一个水池同时放水又加水的游戏。其实只要用两个贮存有不同浓度(或成分)溶液的容器,将它们用管子连通起来,将其中一个隔绝空气,同时通过它向真空中喷雾,减少的体积就会因“虹吸”原理由第二个容器里的溶液即时补充。由于两个容器中的浓度(或成分)不同,那么喷射到真空中的溶液成分就是连续变化的,形成的薄膜在厚度方向的浓度(成分)也是连续变化的。于是,初看起来很难解决的科学问题,就这么用一个简单得像小学生玩游戏的办法解决了。这个例子再一次说明,科学研究中学科交叉、“横向思维”的重要性。

用不同学科的方法破解难题,这是陈国荣教授的喜爱和擅长。

陈国荣教授说他有两大业余爱好:旅游和读小说。古人说行千里路读万卷书,其实指的就是要开阔视野丰富学养。现在流行“穿越小说”,现代人可穿越千年到宋朝的开封城打抱不平,或者来场风花雪月的恋爱,那是无边无际的奇妙想象,陈教授以为,科研也要有“穿越”意识,那就是有根有据的奇思妙想。

纳米技术将引领二十一世纪的第三次工业革命,极大地影响人们的生活,改变整个世界。从上世纪后期开始,陈国荣教授带领他的团队,充分发挥他眼界开阔、思维敏捷、善于“横向思维”的特点,发扬认真严谨的科研作风,十多年在交叉学科中合纵联横,在纳米领域取得了一系列颇具影响力的成果。

他首次发现了一些金属有机物的纳米结构,揭示了它们特殊的光、电等物理性质,并利用这些特殊性质制造了一系列有特殊用途的纳米原型器件(已获得多项专利)。他研制的“基于单根金属氧化物纳米线的微腔气敏传感器”,通俗地说,它是一个“超级电子鼻”的核心组件,可以用于极其微量的气体样本的检测,在环境监测、安全生产、食品安全、反恐防恐以及军事等领域有广泛的应用前景。

作为中国材料科学前沿的探索者,几十年来,陈国荣在日本的庆应大学、东京大学、东京工业大学,美国的华盛顿大学、加州大学洛杉矶分校、欧文分校,以及许多国际知名企业、研究机构留下了足迹。国内有关的大专院校、科研单位他更是“熟门熟路”,交流不断。

几十年来,陈国荣教授的研究成果累累。他多次担任国家“863”和国家重点科技攻关项目负责人,入选《八六三新材料领域十五年专家名录》、《国家科技成果研制功臣名录》,他研究的“分子计算机用逻辑门材料”被评为2000年中国高等学校十大科技进展。他在国内外专业杂志上发表科研论文150余篇,获国内外专利授权20项,翻译和编著多部学术专著。

陈国荣教过的学生难以计数,但他从来都是和学生平等相处。他要求学生热爱科学、诚实做人,鼓励学生在科研中善于思考、勇于创新。他认为:科研中要达到一个目标,可以有不同路线、不同方法,往往很难预先知道孰优孰劣,只有通过认真的实践,不断总结经验教训,才能得到最佳答案。

他的许多学生得益于他的教学和科研理念,在国内外的学术界和实业界获得了优异成绩。2010年,陈国荣教授退休,并过65岁生日,遍布各地的学生,有的远在美国,他们纷纷赶来为恩师贺寿。

最美是宜兴  他乐做家乡发展的牵线人

几十年风雨兼程,无数个挑灯长夜,陈国荣最想念的还是家乡的青山绿水、桃园桑田;最难忘的还是那些儿时的小伙伴,以及那一段艰辛但回味无穷的少年时光。在他心里,家乡的天空是那样的湛蓝,家乡的山岭是那样的青翠,家乡的溪水是那样的清澈,家乡的人是那样聪慧纯朴,宜兴永远是他心中最美的地方。

他多年前就在宜兴市政府组织的同乡联谊活动上,和其他在外宜兴人一起疾呼加快发展宜兴旅游建设。他对宜兴的科技发展、人才培养、环境保护、工业发展也十分关心,他多次牵线,将相关学术活动安排在宜兴举行。如2007年,上海真空学会的学术会议在环科园举办,特别邀请宜兴相关企业参与,让他们与专业科研机构挂钩合作。去年我市的“百企校园行”活动在复旦大学举办,陈教授又耗费了很大精力促成企业与复旦的科技成果对接。

受他的影响,陈国荣的夫人、儿子也深深地爱上了宜兴。陈国荣跟《宜兴日报》记者说:“家里有份《宜兴日报》,老伴比我读得还认真,有些宜兴的事她比我还清楚,常说给我听。”

2010年,65岁的陈国荣特意考了驾照,买了新车,他就是想“常回家看看”,能在宜兴小住一阵子。一年又一年,每次回乡,他总要赶到当年的大前岕水库看看、走走。这儿风轻人静,水光潋滟,这儿有他青春岁月里挥洒过的汗水。

和风拂煦,满眼青山夕照明,金色晚霞中,这位复旦老教授静静地伫立于水库大坝上,深情地凝望着碧蓝的清水,久久不忍离去,坡坝上投下他颀长的身影……

【人物档案】

陈国荣:复旦大学材料科学系教授,系学术委员会、复旦大学力学与技术科学学位评定委员会委员;复旦大学一级学科《电子科学与技术》博士后流动站专家;上海市太阳能电池研究与发展中心副总工程师(兼职);复旦大学日本研究中心兼职研究员;中国电子学会、真空学会高级会员,上海市真空学会副理事长、薄膜专业委员会主任;《功能材料》杂志编委;教育部科技奖励、上海市政府采购等评审专家。

来源:宜兴日报

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