清華大學博士生導師鮑捷成功結(jié)合量子點和光譜儀

   將來的一天，只要拿著手機輕輕一掃，就能知道想買的蘋果是酸還是甜，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皮膚血氧含量，也可以檢測是否罹患皮膚癌等疾??？　　　　這不是天方夜譚，只需一個小小的量子點光譜儀就可輕松搞定。而研發(fā)這一“神器”的，正是清華大學電子工程系副教授、博士生導師鮑捷?！　　　?013年底從美國麻省理工學院(MIT)學成歸國的鮑捷，是學生眼中“最帥的導師”。作為“青年千人計劃”學者，鮑捷以學報國，在光譜儀研發(fā)領(lǐng)域采擷了最亮的那顆星，成功研發(fā)量子點光譜儀，宣告全民光譜照相時代的到來。　　　　量子點光譜儀“驚艷”世界　　　　2015年7月，一篇名為《基于膠體量子點納米材料的光譜儀》的論文在《自然》雜志上發(fā)表，學界因之轟動。“這是人們第一次在光譜儀中使用量子點”“科學領(lǐng)域上最重要的科研工具之一現(xiàn)在適合于你的手機”?國外媒體的紛紛點贊，顯示出量子點光譜儀的非同尋常。　　　　論文的第一作者正是鮑捷。同期《自然》雜志還刊登了美國西北太平洋國家實驗室科學家的專題評論文章，文章說“這種優(yōu)雅地將納米技術(shù)與數(shù)碼相機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，我們可能會看到微小的、高分辨率的量子點光譜儀在太空任務或家居智能傳感器和物聯(lián)網(wǎng)中被應用”?　　　　量子點光譜儀的橫空出世，是量子點和光譜儀的首次成功結(jié)合，開辟了人類使用納米材料的新方向，具有里程碑意義?！　　　」庾V是物質(zhì)的一種“指紋”，是其與生俱來的“身份證”，而作為分辨光波的神奇“眼睛”，光譜儀能準確測量物質(zhì)“指紋”，從而“一眼洞穿”其化學成分和相對含量。然而，傳統(tǒng)光譜儀受光柵分光的物理原理限制，在實際中難以做到小于一本字典的大小，且造價昂貴，高達數(shù)萬美元。因此，傳統(tǒng)光譜儀一直是實驗室的“專寵”，難以進入尋常百姓家?！　　　∠胍淖?，就必須突破。鮑捷上下求索，終于找到納米材料領(lǐng)域的“新貴”——量子點。量子點具有吸光特性，將其縮小至人頭發(fā)絲萬分之一尺度時，量子點的顏色就會隨尺寸改變而改變。“量子點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，基于這一獨特性，它是用來辨別物質(zhì)顏色或光譜的絕佳材選。”鮑捷說。　　　　量子點光譜儀利用不同量子點材料的光學性質(zhì)，取代了光柵的光學過濾作用，具有新型傳感器小、巧、輕的特點。甫一問世，量子點光譜儀就“優(yōu)雅地”驚艷了世界，其廣闊的應用前景也讓人充滿期待。　　　　瞄準交叉領(lǐng)域闖新路　　　　成功，從來不是偶然的。跨學科的專業(yè)背景和長時間的觀察思考，讓鮑捷有了“后發(fā)優(yōu)勢”，他打破常規(guī)思維，以超然的研究視角，蹚出了一條新路。　　　　本科就讀于清華大學化學系，博士階段深造于美國布朗大學，5年內(nèi)學過材料、光譜等4個專業(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、生物、物理等多個學科方向游刃有余，學術(shù)視野空前開闊，最終“腦洞大開”，將量子點和光譜儀兩種本來“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，交叉學科就是搭在巨人間的橋梁。”鮑捷說?！　　　“l(fā)現(xiàn)真問題，才有新突破。在美國求學時，細心的鮑捷發(fā)現(xiàn)很多人愛曬太陽，但紫外線太強可能誘發(fā)皮膚癌，這讓不少人飽受折磨。“要是有一個能測量不同波長紫外線含量和強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，他推開一扇門，洞見了一個更遼闊的世界?！　　　】嘈娜耍觳回?。量子點光譜儀終于從理念變成現(xiàn)實。　　　　懷揣一顆報國之心　　　　海外負笈，以學報國，這在鮑捷看來是水到渠成的事?！　　　?ldquo;他身上有老一輩科學家的影子，懷著一顆樸素的愛國心。”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。早在回國前，鮑捷就在量子點光譜儀的研發(fā)上獲得突破。“憑借這一顛覆性技術(shù)，他想要留在美國任教絕非難事。”張大偉說?！　　　∪欢U捷卻并沒想要留下來。當清華大學前校長2013年在美國問他是否愿意回國工作時，鮑捷沒有絲毫猶豫，滿口答應?！　　　』氐侥感９ぷ鳎瑢崿F(xiàn)了鮑捷的夙愿。歸國之初，實驗室只是幾間空蕩蕩的小屋，一件像樣的設備都沒有，鮑捷一一購置，慢慢搭建起了完備的實驗研究平臺。在這里，他一次次地試驗，成功研制出了量子點光譜儀，開了量子點和光譜儀巧妙結(jié)合的先河。現(xiàn)在，他又瞄準前沿領(lǐng)域，朝智能制造、智能傳感、智能分析等領(lǐng)域邁進，準備攀登新的高峰。　　　　“不要把自己局限在一個領(lǐng)域，做研究眼界一定要寬。”這是鮑捷常對學生說的一句話。他鼓勵學生廣泛涉獵，并注重培養(yǎng)他們的自主科研能力?！　　　□U捷對學生嚴格，“在算法精度上，別人能做到的，你們也要做到”;但他也很寬和，“我們實驗室從不打卡，鮑老師不會強迫我們，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?！　　　嶒炇业囊幻鎵ι?，貼著鮑捷跟學生們的不少合影。照片上，他總是站在最外側(cè)，也像個學生一樣，笑得燦爛?！　　　【庉孅c評　　　　量子點光譜儀的出現(xiàn)為醫(yī)療事業(yè)開啟了革命性的時代，該技術(shù)被應用于食品的安全檢測和藥品的安全檢測，為人類的健康提供了保障。量子點光譜技術(shù)可以將大型光譜設備轉(zhuǎn)化為微型傳感器，擴大了光譜儀的應用范圍?！　?/span>