作者:孙丹宁 来源: 中国科学报 发布时间:2025-7-17
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10年9600余次测试
他在微观世界当“守镜人”

 

赵阳  大连化物所供图

■本报记者 孙丹宁

在材料科学的浩瀚海洋中,有一群人痴迷于探索肉眼无法触及的微观世界,中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大连化物所)球差电镜分析测试工程师赵阳,就是其中一位“守镜人”。

“科研生涯的机遇像一条起伏的曲线,有人较早迎来高峰,有人则需更长时间沉淀。于我而言,最重要的是专注当下,在看似平凡的岗位上持续积累、打磨专业能力。当属于自己的‘波峰’真正出现时,才有能力稳稳把握住它。”赵阳说。

“高大上”仪器的召唤

赵阳与电镜的初次相识是在14年前,那时他还是大连理工大学材料专业的一名研究生。

“那时学院只有一台普通的高分辨透射电镜,特别珍贵,只有高年级的博士生才能操作。我们这些师弟师妹都特别珍惜协助他们测样品的机会。”轮到赵阳测试那天,他早早等在电镜室门口,老师一开门他就迫不及待地冲进“小黑屋”,帮忙灌满液氮桶。当电子束打在荧光屏上时,骤然亮起一束绿色光芒,清晰映照出材料内部原子排列的精妙图案。

“那一刻,我被震撼到了!”赵阳回忆道,“这么‘高大上’的仪器,操作片刻就能看见微观世界——硅晶体的晶格、纳米颗粒的轮廓。”在他心中,电镜不再是实验工具,而是可以打开世界奥秘的“钥匙”。

毕业后,赵阳前往北京工作,成为一名材料工程师,负责金属材料的检测工作,然而大学电镜室里那个绿色荧光屏却总在他脑海中闪现。

2016年,大连化物所建设电镜中心,急需专业人才。看到招聘启事那一刻,赵阳当即就想辞职回大连,“作为土生土长的大连人,大连化物所对于我们来讲是神圣的‘殿堂’。我从小就特别向往那里”。

回家乡、进梦想的机构,还能深耕电镜领域,赵阳用“三喜临门”形容当时的感受。“现在回想起来,当时也没给自己留后路。但这份选择我从未后悔,能成为这个大家庭的一分子,我觉得特别自豪。”

然而入职大连化物所能源研究技术平台(以下简称平台)后,现实却给他上了一课。

平台的实验室拥有世界顶尖设备——全国第二台球差校正透射电镜。“我曾经幻想能迅速驾驭这台价值千万元的‘超级显微镜’,甚至很快成为领域内的专家,但是现实与理想差距很大。”

赵阳意识到,以他当时的知识储备和操作水平,无法驾驭这台设备,因为透射电镜技术领域,特别是高端球差校正电镜,对理论基础和操作经验的要求极高,是一个需要长期积累、循序渐进的过程,容不得半点浮躁。“我很快调整了心态,决心从基础做起。”赵阳说。

“小白”的蜕变

赵阳从理论知识出发,在常规电镜上反复训练操作技能,并积极向所里的前辈和专家请教。在大量的实践操作中,赵阳的技术能力迅速提高。

“有一次,一位老师带着紧急任务找到我,他们需要回复一篇论文的审稿意见,有大量样品急需进行电镜测试,而距离截止时间仅剩一天了。”赵阳说,“当时情况很棘手,白天测试时段早已约满,唯一的办法就是通宵加急测试。”

当晚,赵阳一边加紧测试,一边与焦急等待的老师保持沟通,实时将获取的数据传回,供他们分析。

意外之喜是,夜深人静的园区环境反而提供了绝佳测试条件——没有白天的震动和噪声干扰,电镜运行稳定,测试效果非常理想。当最后一个样品完成时,窗外天色已经微亮。最终,所有数据赶在截止时间前成功提交,有力支撑了审稿意见的回复,论文得以顺利发表。

除此之外,还有一篇发表在《自然-材料》上的文章也让他印象深刻。有一位同学需要精确测量量子点尺寸,以验证其与性能的依赖性。但是量子点易损伤、图像衬度低、边界极其模糊,多次尝试常规测试方法都失败了,于是他带着这个难题找到了赵阳。

“基于长期制样经验,我当时就想能不能转换思路,尝试对载网进行亲水性修饰。”赵阳说,“这显著提高了量子点的担载浓度,并成功诱导它们自组装形成有序堆垛,极大提升了图像衬度和样品稳定性,不仅实现了清晰成像,还精确测量了量子点尺寸。正是这些高质量、精确的尺寸数据,成为用户构建和验证‘性质-尺寸’理论模型的关键实验证据。”

“能够将日常积累的经验,转化为一个看似小却极其有效的解决方案,一举攻克表征难题,这让我很有成就感。”赵阳说。

10年来,赵阳逐渐从一个仰望高端设备的新手“小白”,成长为能够独立管理和有效运行球差电镜的管理员,并通过电镜技术解决了诸多关键问题。

9600余次测试

截至目前,赵阳累计为61个研究组测试了9600余个样品,测试时长约13352小时。在他看来,电镜工程师在许多科研中担任着“关键支撑者”角色,是帮助观察微观世界的“眼睛”。但这份工作不只是操作仪器“拍照”,更需要运用专业技术帮助用户破解表征难题、验证科学假设、深入理解材料特性,所以细心与耐心十分重要。

“透射电镜是极其精密的科学仪器,任何细微的异常,哪怕是一个指示灯的闪烁或一声轻微的报警,都可能是重大故障的前兆。如果不及时发现并排查,后果可能很严重。”赵阳说,“这种对细节的关注同样贯穿于测试过程本身。实验中每一个不起眼儿的现象,都可能是关键线索,稍有疏忽就会与重要研究成果擦肩而过。”

工作之余,赵阳积极参与大连化物所各类培训和人工智能项目,主讲了多场电镜技术课程,累计培训学员超500人,还获得“对科研帮助最大的老师”以及“中国科学院电镜技术优秀工作者”称号。

“我最希望传递的核心是‘透射电镜并非高不可攀’。”赵阳注重用实际测试中积累的真实事例进行教学,让学员感同身受地理解,消除对电镜复杂性的畏难心理。

在日复一日平凡工作的背后,赵阳深受科学家精神的鼓舞。“我曾经向大连化物所刊物《化物生活》投稿过一篇《致化学家张大煜先生的一封信》,重温了大连化物所老所长张大煜‘国家需要就迎难而上’的担当和‘科研不容半点马虎’的严谨。”赵阳说,“在工作中,我也秉承着张先生‘把任务接下来’的劲头,不放过任何一个瑕疵。这是我们在平凡岗位上对老科学家精神最真实的传承。”

《中国科学报》 (2025-07-17 第3版 综合)
 
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