鍾海政:弘揚延安創業精神,拓展學科交叉創新領域

北京理工大學材料學院教授鍾海政

    新華網北京11月17日電（陳夢瑤） 量子點技術作為納米材料的經典體系之一，經過30多年的發展，正在逐漸由基礎科學轉向技術應用，在醫學成像、生物檢測和照明顯示等領域的應用已初露端倪。特別是近年來，三星、TCL等公司推出量子點電視產品後，量子點技術成為備受業界關注的熱門話題。而在這一領域，活躍著一位北京理工大學的青年學者，他就是2014年「北京市科技新星」獲得者鍾海政。2010年加入北理工，７年間，他不斷發揚這所軍工院校「延安創業精神」，他和他的團隊已經成為推動量子點技術應用的弄潮兒。

    面對國際專利壁壘挑戰 重點研究新型量子點材料

    量子點在照明與顯示技術中的應用，能夠顯著提高LED的品質，彌補現有技術在面光源照明和高性能顯示中的不足，成為重要的前沿技術領域。國家「十三五」戰略性新興產業發展規劃和以及「中國製造2025」中都明確提出重點發展量子點顯示技術。值得關注的是，基於量子點背光源技術的液晶顯示器已經成功走向商業化。經典量子點材料一般採用高溫熱注入技術製備，產業化仍面臨工藝複雜、成本高昂及國外專利壁壘等挑戰。

    鑑於此，鍾海政指出：「尋求低成本的新型量子點材料體系是解決上述挑戰和擴展量子點應用領域的重要思路之一。」自2010年開始，他勇於創新求索，無懼徵程艱難，立足新材料的突破攻關，終於打開了一片新天地。事實上，他在中科院化學所李永舫院士課題組攻讀博士期間開始，便開展了無鎘量子點的研究，發展了低毒、低成本三元銅銦硫量子點的「一鍋煮」製備技術，在多倫多大學完成２年博士後研究後，他加入了北京理工大學，通過與長江學者鄒炳鎖教授的「強強聯合」，闡明了組分依賴的發光機制，設計了尺寸、組分及表面的組合調控策略，發展了系列高螢光效率銅銦硫量子點材料，並實現了單批次百克量級的小試放大，同時在不斷拓展其在照明、生物成像等領域的應用研究。歷經12年持續研究，他已經成為這一方向的國際翹楚。

    2013年7月，被破格晉升為教授的鐘海政開始重新思考自己的科研方向。當時，國際上鈣鈦礦太陽能電池研究才剛剛興起。而鈣鈦礦材料最早是作為發光材料進行研究的，由於室溫下發光性能低下而被放棄。通過研究分析，鍾海政發現量子點能夠減少鈣鈦礦材料的尺寸，可減少內部本徵缺陷，提升激子結合能，實現高效率發光。然而鈣鈦礦材料形成能很低，不能用傳統量子點合成方法製備。為此，他帶領團隊發明了「室溫配體輔助再沉澱技術」（授權中國發明專利，並轉讓TCL進行國際專利布局），獲得了高效率發光的鈣鈦礦量子點材料，為開展其顯示應用打開了大門，使得他們成為國際上最早報導鈣鈦礦量子點的研究團隊之一，並受到了學術界和工業界的廣泛關注。與此同時，他和團隊發明的鈣鈦礦量子點光學膜「原位製備技術」（授權中國發明專利，提交國際PCT專利申請），擯棄了傳統量子點的複雜製備工藝，有望成為量子點顯示領域中的一項顛覆性技術革新。目前，這一技術已經成功進入中試階段，通過與樂凱、TCL等顯示行業龍頭企業合作，已經實現了鈣鈦礦量子點液晶顯示樣機，正在全力推動其產業應用。除此之外，鍾海政還圍繞鈣鈦礦量子點光學膜這一核心材料，開展軍用光電子的集成技術研究，進而大大推動了量子點在探測器紫外增強等領域的應用發展。

    努力拓展學科交叉 引領技術縱深發展

    正如量子點研究的先驅浙江大學彭笑剛教授指出的，「目前量子點領域已經發展到了高級水平，需要更高深、更系統、更集成的研究」。鍾海政對此深有同感，他認為，「研究深入需要高端的研究手段，而系統和集成的研究需要多學科交叉，以及技術上下遊立體化的協作。」

    在過去7年的科學研究中，通過廣泛的國內外合作，鍾海政在低成本銅銦硫和鈣鈦礦量子點及其照明顯示應用技術方面的研究成果，已經在國際上形成了鮮明的特色。鍾海政深知，每一次重要的學術進展都離不開國內外學術同行和工業界的支持和幫助，合作是推動著量子點應用技術發展的重要驅動力。比如，通過與華中科技大學韓俊波教授的合作，他們得以理解了鈣鈦礦量子點的發光機理；通過與王湧天教授合作，鍾海政在國際上首次實現了量子點的三維顯示承接介質；通過與UCLA裴啟兵教授合作，鍾海政在國際上率先實現了基於鈣鈦礦量子點的柔性電致發光顯示；通過和河南大學申懷彬教授的合作，他們推動了銅銦硫量子點LED器件的提升；而與北京宇極芯光光電技術公司合作，大大提升了他們人才培養的水平，所指導的本科生團隊獲得了全國大學生挑戰杯科技競賽一等獎的好成績。在與國內外優秀學者的合作中，他學習到了新的知識、手段和技術進展；在與國內知名企業合作過程中，他了解到了企業的重大需求以及工程化的思路。一切成果的取得都讓鍾海政深感學科交叉和行業交叉在量子點技術發展和人才培養的重要意義。除了他在自己的研究領域交叉，他還非常注重參與交叉平臺的搭建，2017年10月，作為客座編輯之一，他組織了《中國光學》北理工青年學者專刊；作為創始成員之一，他參與了中國彩電技術創新聯盟的成立。

    在鍾海政看來，北京理工大學「納米光子學與超精密光電系統北京市重點實驗室」為他提供了一個難得的開展交叉研究的平臺，而「新星計劃」則為他插上了奮飛的翅膀，使他的學術視野和管理能力獲得了質的飛躍，完成了從獨立開展研究的博士後到帶領團隊共同奮進的帶頭人轉變。「承擔科技新星項目之前，我只有三四位研究生。而現在團隊已經發展到包括2名國際兼職教授、3位青年教師、2位博士後與10餘位研究生的研究團隊。」鍾海政認為，科技新星計劃涵蓋了來自不同專業的年輕人，是一個頗具交叉化、立體化、長期化的平臺。通過新星平臺，他結交了很多志同道合的朋友與合作夥伴，這註定將是他人生道路上最寶貴的經歷與財富。

    長風破浪會有時，直掛雲帆濟滄海。毋容置疑，鍾海政將繼續堅定不移地在產學研的交叉道路上砥礪前行，為實現中國科技強國之夢提交自己的「中國方案」！

    相關連結

    鍾海政，北京理工大學材料學院教授、博士生導師，《中國光學》青年編委，主要從事量子點發光技術研究。在銅銦硫和鈣鈦礦系列量子點材料及其照明和顯示應用方面有突出貢獻。已發表SCI論文85篇，被他人引用超過3000次，其中第一或通訊論文52篇，8篇入選ESI高被引論文，單篇最高他引320次，H因子28。申請中國發明專利16項(授權9項，其中2項成功轉讓)，提交PCT專利申請3項，為3本專著撰寫章節，在國內外學術會議上做邀請報告20餘次。獲得國家自然科學優秀青年基金、人事部留學歸國擇優資助、北京市科技新星和北京市青年英才等人才計劃支持。