【优秀博士后专访】高阳:基础院是我博士后阶段的转折点



“在我博士后阶段,基础院和王志明院长给我提供了莫大的帮助”,高阳博士说道,“这可能是我学术生涯的一个转折点。”而正是从他加入基础与前沿研究院(下称基础院)开始,就坚定地朝着自己的既定目标一路前行。

20183月,高阳博士加入了基础院张妍宁教授的团队,开始从事博士后研究,并确立了金属硫化物团簇的结构和物性研究方向。同年11月,又远赴加拿大曼尼托巴大学,加入了Georg Schreckenbach教授研究团队,进行有关锕系分子科学的深入研究,在短短一年中连续申请并获得两项国家科研基金项目。

 

初遇基础院

博士期间高阳针对超原子团簇的电子结构性质进行了大量细致研究。简而言之,超原子就是多个原子采用电子数幻数规则组合在一起来模拟单个原子性质的原子团簇。鉴于其在结构上的稳定性和性质上的相似性,能替代很多价值昂贵的稀缺元素、参与各种复杂的化学反应。现有的研究往往基于d电子主导的过渡金属元素构造超原子模拟轻元素的性质,而高阳博士则进一步把目光投向了具有挑战性的锕系元素和过渡金属结合的纳米合金团簇。

博士毕业后,进一步明确未来的发展方向并找到一个适合发展的科研环境对高阳来说尤为重要。但超原子结构是一个相对新兴的方向,再加上如何精确描述与理解高密度电子态系统并且兼顾相对论量子效应,无疑给他的科学研究带来了极大的挑战。他说,“博士毕业之初,我的科研感觉非常模糊,我也听到了很多种不同的声音,所以很难静下心来。”

但是高阳博士始终坚定着他唯一的信念,就是要找到一种途径可以让他心无旁骛,一心一意地投身科研。那时候他了解到电子科大的基础院十分支持优秀青年学者的科研工作,而且在国际基础学科领域具有不小的学术影响力。于是他慕名找到了基础院的王志明院长,二人在科研思路上一拍即合,都想认真的做出一番成果来。王志明院长也是坚定跟高阳保证到,“加入基础院,潜心科研,其他的事情我帮你搞定。”于是王志明结合他特殊的研究方向,为他选定了四五个国内外导师。高阳则一一拜访,选择了其中最能和自己契合的张妍宁教授,最终在电子科大开始了他的第一站博后之路。

结合张老师针对金属块体材料磁学性质的研究成果,高阳博士迅速拟定了新的研究课题,在金属硫化物超原子团簇基础上开展了针对物质磁学性质的研究。课题方向新颖独到,又处在相对活跃自由的学术氛围当中,高阳的科研敏锐感有了质的提升。因此,2019年他连续获得了65批面上中国博士后科学基金国家自然科学基金青年科学基金项目两项科研基金项目。

回想一年以来的成长经历,高阳博士尤其感谢给过自己莫大帮助的王志明院长,“他当时看准了我的潜力,鼓励我应该遵从自己的内心,坚信自己的研究方向”。高阳博士说到,“我觉得当时能排除万难,化解矛盾,主要的推动力都来自基础院和王院长。”

锕系放射性核素研究

基础院十分强调国际化的学术氛围,鼓励青年学者们都能走出国门去更前沿的领域学习研究。相比之下,国内在超原子领域的研究起步较晚,整体实力也相对落后,高阳同样希望自己能够得到国际联培的机会。

在科研过程当中,高阳博士注意到了加拿大曼尼托巴大学化学系Georg Schreckenbach教授团队对于抗癌靶向药物的研究。锕系同位素核素具有较强的α放射性,对癌细胞DNA所造成的损伤很难被修复。然而,要想将锕系同位素核素开发成可行的疗法,则需要找到合适的靶向配体,将这一具有高强度放射性的同位素螯合起来,以免其在递送过程中“开溜”而伤及健康组织。

不像过渡金属配合物那样,实验上可供参考的已知锕系元素配体物相关知识少之又少。因此,此项目当时还只是通过大量的实验来不断尝试其实际效果。高阳博士看到此项研究时眼前一亮,这和他所熟悉的锕系元素超原子团簇的原理如出一辙,刚好能够合理解释对方所做的实验研究。他迅速去信阐述了自己的科研想法,果然很快就收到了赴加拿大曼尼托巴大学海外研学的邀请。

“这其实是基于超原子态理论在锕系分子科学上的一个全新应用”,高阳说到,“可能原来有上百种的蛋白质配位方式,但是通过合理的理论模拟分析和筛选,可以把范围缩小到其中最有价值的十种结构,就能大大缩减实验阶段的工作量。” Georg Schreckenbach教授团队也对高阳的研究成果非常欣赏和认可,由他牵头完成理论计算,筛选出有价值的组合结构,再进一步与加拿大粒子和核物理国家实验室(TRIUMF)合作开展实验研究。

正是缘于万事皆有可能的发散思维和扎实缜密的理论基础,高阳在加拿大曼尼托巴大学的研究总是能萌生出新奇的想法。他在参与国内开展的有关金属硫化物磁性研究的同时,又主导推动着锕系放射性核素抗癌药物的发展。在超原子这个新兴的研究方向上,高阳一下子走出了两条截然不同的道路,并且合二为一,求同存异,进一加深了他对于这一领域的理解。

高阳博士、张教授和王院长一致认为科研一定要走国际化的道路,知己知彼才能百战不殆。 高阳还说到,“如果把这个领域拓展到国内,其他对超原子有兴趣的同学也可以通过这个桥梁来到国外探索更多的可能性。”

相信超原子领域还有很多的未完成难题等着他去解决,同时我们也鼓励对此研究课题感兴趣的同学同事建立联系,一起在科研的道路上擦出火花。最后,希望所有像高阳一样最初对科研持有困惑的朋友都能够坚定所选,心无杂念。你对科研投之以桃,他日科研并报之以李。

 

个人简介

高阳,2017年于吉林大学获理学博士学位,导师王志刚教授。20183月加入电子科技大学,与张妍宁教授合作开展金属硫化物团簇的磁学性质等博士后研究工作。201811月赴加拿大曼尼托巴大学和加拿大粒子和核物理国家实验室开展基于锕系放射性同位素用于恶性肿瘤治疗的核医学博士后研究工作。

主要成果和荣誉:

J. Am. Chem. Soc., J. Mater. Chem. C., Nano. Res等国际知名期刊发表SCI论文36篇。主持包括国家自然科学基金青年科学基金,65批博士后面上资助2个项目。曾荣获吉林大学优秀博士毕业生,吉林大学优秀博士论文、国家奖学金等多项荣誉。20199月,被评选为基础与前沿研究院“先进工作者”。