李彥:十年磨一劍 科研教學雙豐收
2020-12-01 北大新聞網2014年6月26日，《自然》雜誌刊發北京大學化學與分子工程學院李彥教授「納米材料與納米結構課題組」的論文（Nature, DOI 10.1038/nature13434），報導其在單壁碳納米管手性可控生長研究上取得的重要突破。為了今天這一成果，李彥教授課題組經過了十二年的潛心研究。在當今浮躁的社會風氣下，是什麼讓李彥教授一直堅守著碳納米管的學術攻關？帶著這個疑問，記者採訪了李彥教授。
有著「長江學者特聘教授」、「國家傑出青年基金獲得者」、「北京市高校教學名師」、「北京大學十佳教師」等耀眼榮譽與獎勵的李彥教授，原來是一位平易近人、樂觀開朗的女老師，她帶著親切的笑容，在她的辦公室裡接受了我們的採訪。
陰差陽錯進入碳納米管的研究領域
李彥上學時的學位論文研究一直在萃取化學和溶液結構領域，參加工作後改為做納米材料的研究。1999年秋季，已是副教授4年多的李彥聯繫到美國進行校際交流，可是陰差陽錯，向擬去交流的學校遞交申請材料時卻被告知該校不再接收理科專業的師資交流。可是李彥當時已經把所有的工作交給了同事，面臨著不得不出國的尷尬局面。幸好她的一位大學同學剛剛在美國杜克（DUKE）大學化學系擔任教職，正在建設實驗室，遂邀請她去杜克大學訪問。1999年11月至2001年5月李彥在杜克大學化學系做訪問副教授期間，進入了碳納米管這個前沿領域。
1996年，美國科學家斯莫利、柯爾和英國科學家克羅託因發現了以由60個碳原子組成的球狀分子C60為代表的富勒烯而獲得諾貝爾化學獎，這極大地鼓舞和推動了國際上對具有類似結構的管狀納米碳分子——碳納米管的研究。
「1999年，當我進入碳納米管這個領域時，正是碳納米管在世界上非常熱門、進入發展高峰的時候，可以說我進入的時機非常好。」進入該領域後，李彥感覺到碳納米管的研究很有意思，很重要，也很有前途。按李彥的話說，雖然是命運把她推到了碳納米管研究這個領域，但她之前的研究積累也有幫助，讓她有一些與別人不一樣的想法，對從事該方向的研究有特別的好處。因為碳納米管本身獨特的結構和性質帶來的魅力如此吸引人，李彥進去之後就欲罷不能，不管國際上該領域的研究熱也好冷也罷，一直堅守到現在，終於有了重要發現。
談到碳納米管的應用前景，李彥喜形於色，說起來滔滔不絕。目前碳納米管產品在人們的生活中已有應用，例如應用於手機的觸控螢幕，不但成本低（是ITO觸控螢幕的1/10），而且生產過程很環保。既然碳納米管的工業化生產已經不成問題，那為什麼李彥的課題組十幾年來還要進行碳納米管結構可控生長的研究呢？
李彥說：「碳納米管剛出來的時候，它最引人矚目、最被人們看好的方面是在微電子領域。」她進一步解釋道，微電子與人們的生活密切相關，一個手機的晶片中就集成了成百萬上千萬的電晶體，計算機晶片更是集成了多少個億的電晶體。計算機越來越強大的原因是越來越小型化、集成度越來越高。但是總有一天，基於矽基CMOS集成電路的微電子技術將趨近於發展的極限，國際公認的是碳納米材料是最有可能的替代矽的器件材料。2009年，國際半導體路線圖委員會推薦基於碳納米管和石墨烯的碳基電子學技術作為未來10至15年可能顯現商業價值的新一代電子技術。
材料是碳基電子學發展的基礎和關鍵，要把碳納米管應用於電子技術，就必須嚴格控制它的結構。然而迄今人們仍沒有辦法實現碳納米管的結構可控生長，這已經成為制約碳基電子學發展的瓶頸問題。李彥的課題組在逐步深化對碳納米管生長機制和催化劑作用的認識的基礎上，提出了一種實現單壁碳納米管結構/手性可控生長的方案，為碳納米管的應用，尤其是碳基電子學的發展奠定了基礎。
化學研究的世界裡女人也能撐起半邊天
據了解，北大化學學院過去的女生比例大於1/3，目前的男女生比例約為5:1至6:1，女性學化學，特別是搞科研是不是比較少見的選擇？做化學研究的女性會遇到比男性更多的困難嗎？
同樣身為女性的李彥急切地回答道：「我們化學學院超過1/3的老師是女性，女性做化學研究沒有任何缺陷或者短處。」但是現在選擇學化學的女生減少，最近幾年應聘化學學院PI（Principal Investigator，課題組負責人）的沒有女性也是事實。李彥說，這是多方面的原因造成的，比如人們對化學專業的偏見和錯誤認識，家長希望孩子們選擇相對輕鬆的專業，以及更多的人文、社會科學專業對理科生開放，給學生們提供了更多的選擇等等。另外，女性承擔的責任比較重，要承擔更多的家庭責任，而工作上和男性又要平等競爭。
「那麼，在化學研究的道路上，女性的優劣勢在哪裡？」
李彥列出了很多女性做科研的優勢：吃苦耐勞、韌勁足；善於溝通，能與人平和交流；具有包容性，與人很好協作；善於傾聽，能接受別人的意見和建議，從而做出合理選擇……「我認為女性在科研上的劣勢並不是女性本身的原因造成的。女性在科研隊伍的群體中還是少數，加上工作之餘要承擔更多的家庭責任，社交自然減少。」因為科學研究，尤其是化學這樣的實驗科學必須要很多人的協作才能完成，而社交可以讓別人了解你做的工作，你也可以了解別人的工作。正是這樣的相互了解可以找到合作的契機。
實際上化學專業的就業渠道很寬廣，女性在化學研究上也能撐起半邊天。李彥建議女生在選擇科研道路時要慎重，要考慮到時間精力的投入，考慮到研究的過程不是一帆風順，要有面對挫折和社會現實的思想準備。「我很高興選擇了做化學研究，這是我自己喜歡的事情，我可以自己支配時間和精力去做感興趣的研究課題。」李彥同時也要告訴女生千萬不要妄自菲薄，一定要充分發揮作為女性的優勢。
教研相長，教學科研是最喜歡的兩件事
李彥辦公室的沙發上放著一個繡著「北京大學十佳教師」的靠墊，書櫃裡擺著很多學生送的各種小禮物。對於一位科研做得如此出色的教授，在教學上也能得到學生們的肯定，該是一件多不容易的事情，她是怎麼做到的？
李彥發自內心地說：「教學和科研是我最喜歡的兩件事。人家說教學相長，對我來說還有教研相長。」從2001年至今，李彥一直主講化學學院大一的《普通化學》。她認為，教學和科研是相輔相成的。因為要去教學，自己就要先把基礎知識夯實，而在考慮研究時容易從最基礎、最本質的概念出發。而且學生的問題會讓自己去思考基本的概念，從而對基本概念理解更透徹。也因為既要教學又要科研，促使自己更有效地運用時間、提高工作效率。
李彥喜歡學生，願意跟學生做朋友，學生遇到了問題也願意去找李老師聊一聊。從2004到2008年，李彥曾任主管學生工作的化學學院黨委副書記。說起學生，李彥就像說起自己的孩子，臉上閃著母性的光輝。說起北大化學學院，李彥也是如數家珍：化學學院學科門類齊全，科研方向很廣，有60多個活躍的科研組，對學生培養全面，學生的後勁足……李彥說，雖然北大化學已經在世界排名第15位，但是形成自己的特色，引領世界潮流是我們今後奮鬥的方向和目標。她認為，有勇氣堅持自己的想法，就一定會有自己獨特的收穫。
李彥一再強調她喜歡北大的環境，雖然也有壓力，但北大是包容的，而且周圍有很多牛人，可以活到老學到老，讓自己不斷進步和提高。在與李彥的交談中，我們時刻能感受到她洋溢的熱情和愛——對工作的熱情，對學生和對北大的愛。
相關連結：Nature刊發化學學院李彥教授課題組碳納米管結構可控生長研究的新發現
編輯：安寧
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