CAPEES/Nanova優秀新人獎獲介紹：範德堡大學林士弘

林士弘教授自2015起就職於範德堡大學土木與環境工程學院及化工與生物分子工程學。2006年本科畢業於哈爾濱工業大學，2012博士畢業於杜克大學，2013至2014年於耶魯大學從事博士後研究。主要研究領域為各種主流及新興的水處理和脫鹽技術，旨在通過加深對機理的理解及開發新材料和工藝過程以提高水處理和脫鹽技術的效率，可靠性和適用範圍。

林士弘

————— 獲獎者感言 —————

獲得CAPEES/Nanova優秀新人獎，我感到非常榮幸也受寵若驚。儘管這個獎是頒發給本人，但它所認可的研究成果離不開我優秀的學生和合作者的重要貢獻。我目前的主要研究方向是水處理和脫鹽技術，希望能通過發展此類技術為緩解全球水資源短缺的問題作出貢獻。事實上，與幾十年前相比，我們（作為一個領域）現在有更有效的技術手段去利用非傳統的水資源（如海水，苦鹹地下水，和被汙染的水源）作為淡水供應的重要補充；我們也在市政和工業廢水的回用上有了長足的進步，進而舒緩淡水供應緊張的壓力。

在這樣的大背景下， 我們研究組的主要目標在於（1）提高對水處理和脫鹽技術在多個尺度上的基理性理解，（2）開發新的工藝過程，運行方式及功能材料以使得水處理和脫鹽技術更加高效，可靠，和廣泛適用。我們研究組所涉及的研究方向主要為各種水分離技術，包括膜分離（反滲透，納濾，膜蒸餾等），電化學分離（基於電容或電滲析原理的分離），和結合多種工藝的混合分離過程。我們研究的問題跨越不同的尺度，從成膜過程中分子如何擴散，到氣液界面如何在微孔中移動，到油滴或礦物如何汙染膜，再到基於某種新技術的水處理系統該如何優化。此外，我也一直對我博士期間所接觸的環境界面過程非常感興趣。我常半開玩笑地告訴我課上的學生：Israelachvili教授的《分子間和表面作用力》既可以作為認真研讀的教科書，也可以作為放在床頭的「休閒讀物」。

在研究風格上，我們課題組的很多研究都注重模型和實驗的結合。我相信能建模（哪怕只是使用現成的模型）夠幫助學生更深刻理解過程背後的機理，從而對所研究的問題有更直觀和全面的把握。事實上，我在博後期間的經歷正是如此。我當年在耶魯大學做博後，研究的項目是關於開發一種基於膜蒸餾和壓力阻尼滲透相結合的新型熱機。根據研究計劃，我的第一個任務是建立一個耦合系統模型從而在理論上模擬熱機的運行和估算其性能。你可能很難相信其實我當時從來都沒有接觸過任何的膜過程。儘管如此，我還是硬著頭皮從零開始學習了膜蒸餾和壓力阻尼滲透，分別建立了關於它們在組件尺度上的模型，並把其耦合起來得到了新型熱機的模型。大概在一年多的時間內，我和我的博後導師竟然在膜蒸餾，壓力阻尼滲透，及其耦合系統這三個方向上發了數篇不錯的文章！

這樣的一個經歷對我日後的研究有很大的啟發。在這裡我想跟大家分享幾點。第一，不要害怕進入新的領域。作為新手而不是「老司機」有時候反而是一個優勢，因為你有可能會帶來新的觀點和視野。我們一方面要虛心學習新的知識，但也要勇於分享新的想法，哪怕你可能只是一個「新手」。第二，對領域的全局理解對尋找重要的研究問題很有幫助（對我個人而言，全局理解是由建模獲得，但這可能因領域而異）。尤其對於過程和技術的研究，如果你可以提高一個系統裡面二十個不同部件的性能，你就要評估到底系統的瓶頸是什麼，提高哪一個部件的性能才是最有效的。最後，除了對所研究的技術的全局理解，對該技術在更大的背景下的角色和與其他技術相比的優缺點的理解也同樣重要。

在指導學生方面，我的博士和博後導師對我有很大的影響（儘管他們具體的風格有很大的差異）。我的博士導師曾說過「當你可以教會我一些有趣的新知識的時候，你就可以畢業了」。我的博後導師（猶太人）曾經分享過《塔木德》（猶太智慧書）的箴言「我從我老師那裡學到很多，從我的同事那裡學到更多，但從我學生那裡學到最多」。從科學上，我的學生們和其他的研究組成員教會了很多。我對他們的幫助，更多是一起尋找有趣的研究問題，選擇合適的方法，探討對數據的理解，和把結果更好地呈現出來。我要求我的學生能夠清晰直觀地把問題講明白。物理學學家費曼曾經說過「只有當一個人徹底地把問題搞明白，他才能夠能解釋得簡單易懂」。因此我有時候開玩笑地跟學生說：「你們要提高你們解釋問題的能力，直到甚至連我都能明白。「

好了，我也許已經講太多無關緊要的東西了，尤其考慮到這是「新人獎」而不是「終身成就獎」。漫漫前路上我還要不斷地向CAPEES的前輩們學習，和CAPEES小夥伴們一起進步。我抱歉沒有嚴格遵從邀稿中建議去詳細介紹我的研究，因為我覺得大家可能對我的經歷和感悟比對我的研究更感興趣（當然我很希望大家對我的研究感興趣！）我希望我的分享或讓你有同感，或對你有幫助！