頭發(fā)絲,，大約是肉眼可見的極限,，它的直徑約100微米,。最小分子的尺寸大約只有頭發(fā)絲直徑的十萬分之一,，它們在發(fā)生著“神奇”的反應(yīng),。如何才能捕捉到這些微粒的行為活動？走進(jìn)物理學(xué)院“超高真空紅外反射吸收光譜實(shí)驗(yàn)室”,，鐘建強(qiáng)教授正帶領(lǐng)著團(tuán)隊(duì)為此努力,。

打開氬離子槍，對著樣品表面不斷重復(fù)“離子濺射-高溫退火”的實(shí)驗(yàn)步驟,，去除任何可能干擾實(shí)驗(yàn)的雜質(zhì),，直至獲得原子級平整且干凈的樣品表面……團(tuán)隊(duì)成員全神貫注，一絲不茍地進(jìn)行著實(shí)驗(yàn)操作,，目的正是為了更好地觀測在表面吸附分子的微觀活動,。“在儀器腔內(nèi)的超高真空環(huán)境中,，可以大大減少分子與空氣中的雜質(zhì)或水汽發(fā)生反應(yīng)的可能性,，這種極端清潔的條件能更精準(zhǔn)地觀察到樣品表面分子吸附的實(shí)際過程?！辩娊◤?qiáng)介紹,，利用紅外反射吸收光譜，實(shí)驗(yàn)人員能夠監(jiān)測到分子的振動頻率,、化學(xué)鍵信息等特征,，從而深入研究分子在固體表面上的吸附、解吸及反應(yīng)等動態(tài)行為,。這類實(shí)驗(yàn)對于理解表面物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)催化反應(yīng)關(guān)系有重要意義,。鐘建強(qiáng)說，這種利用表面科學(xué)技術(shù)手段原位觀察材料表界面原子和電子結(jié)構(gòu)的研究雖屬于基礎(chǔ)科學(xué),，但卻非常重要,，可能的應(yīng)用范圍涉及量子、能源材料,、芯片器件等領(lǐng)域,。

作為深耕基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的學(xué)者，鐘建強(qiáng)一直致力于探尋功能材料表界面發(fā)生的原子級別的奧秘,，帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)在國家重大需求牽引下開展自由探索,。加入杭師大四年,，鐘建強(qiáng)已主持2項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目及高層次留學(xué)回國人員在杭創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等，入選浙江省海外高層次引才計(jì)劃項(xiàng)目,，并作為第一作者或通訊作者在Chem. Rev., Nat. Comm., Adv. Funct. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Nano Lett., ACS Nano等國際著名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表多篇論文……但是他卻說,，自主的學(xué)術(shù)工作才剛剛開始,，他期待自己能像物理學(xué)院的院訓(xùn)所要求的那樣,，“格物窮理，明德篤行”,，在科研道路上做出更多學(xué)術(shù)成果,。

自行設(shè)計(jì)和研發(fā)實(shí)驗(yàn)工具

實(shí)驗(yàn)設(shè)備是科學(xué)家的“眼睛”，在新加坡國立大學(xué),、美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室以及德國弗里茨哈伯研究所十余年的科研經(jīng)歷,，鐘建強(qiáng)對設(shè)備搭建有了深刻體會。他表示,，要進(jìn)行原創(chuàng)性研究,，不能僅依賴商業(yè)化設(shè)備，必須根據(jù)科研的具體需求,，自行設(shè)計(jì)和研發(fā)原創(chuàng)的實(shí)驗(yàn)工具,。

于是在2020年回國加入杭師大物理學(xué)院后，鐘建強(qiáng)除了開展日常教學(xué),，還將其余精力和時間投入到搭建自己設(shè)計(jì)的超高真空紅外反射吸收光譜實(shí)驗(yàn)室,。他表示：“其實(shí)紅外光譜是一項(xiàng)傳統(tǒng)的技術(shù)手段，但具有強(qiáng)大的分子鍵分辨能力和極高的探測靈敏度,，可以深入研究界面上表面分子振動頻率和強(qiáng)度變化,。我們搭建的超高真空紅外反射吸收光譜系統(tǒng), 不僅具備原位樣品制備和表面表征功能，還能實(shí)現(xiàn)紅外光偏振可調(diào)和時間分辨,，同時,，它做夠在光場，電場和熱場環(huán)境下樣品的原位表征,，這在同類型實(shí)驗(yàn)裝置中具有一定獨(dú)特性和創(chuàng)新性,。為表面物理和物理化學(xué)的研究提供更多的實(shí)驗(yàn)方式?！辩娊◤?qiáng)說,，“搭建一流實(shí)驗(yàn)設(shè)備是我心中的目標(biāo)，這也是一項(xiàng)極限挑戰(zhàn),，需要持之以恒的努力和磨煉,。”

為了將心中想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),，他從一個空白的實(shí)驗(yàn)室起步,，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一步步將設(shè)計(jì)圖紙變成實(shí)際,，“設(shè)備上的每一顆螺絲，每一條電纜,，每一個組件都是我們組裝上去的,。這讓我們團(tuán)隊(duì)對實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室特別有親切感和歸屬感，大家愿意花時間‘泡’在實(shí)驗(yàn)室里,?！辩娊◤?qiáng)說，在搭建實(shí)驗(yàn)設(shè)備的過程中,，團(tuán)隊(duì)也會遇到一些狀況,，比如實(shí)際生產(chǎn)出來的組件和設(shè)計(jì)圖紙不一致，某些部件驗(yàn)收不達(dá)標(biāo),，生產(chǎn)進(jìn)度延后等等,。作為團(tuán)隊(duì)主心骨的他，不僅要自己想方設(shè)法解決這些問題,，還要鼓勵團(tuán)隊(duì)成員,，“其實(shí)這個解決問題的過程也是不斷學(xué)習(xí)和加深了解的過程，當(dāng)把每一個細(xì)枝末節(jié)的過程都摸清后,，你會發(fā)現(xiàn)科研設(shè)備的設(shè)計(jì)并非高不可攀,，它們其實(shí)也都是各種各樣的小步驟、小部件,、小技術(shù)堆砌起來,。”

學(xué)生成長道路上的良師和益友

為了將自己在科研實(shí)踐中積淀的技術(shù),、經(jīng)驗(yàn)和心得原原本本地傳授給學(xué)生,，鐘建強(qiáng)始終堅(jiān)守在科研的第一線?！扮娎蠋煏貏e頻繁地出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室,，他和我們一起參與到研究的方方面面?！毖芯可Y亞龍深有感悟,，已是研究生三年級的他至今仍記得，剛讀研一時,，每一次操作實(shí)驗(yàn),，鐘老師總是在旁邊陪著他一起進(jìn)行，“在鐘老師的指導(dǎo)下,，我逐漸養(yǎng)成科學(xué)的思維模式,。有時候做實(shí)驗(yàn)久了難免感到枯燥和迷茫，當(dāng)感覺自己做出來的數(shù)據(jù)沒啥意義時，我就喜歡找鐘老師聊聊天,，他看問題的視角和方法總能重新激活我已經(jīng)停擺的思考,。”

事實(shí)上不僅是蔣亞龍,，鐘建強(qiáng)的專業(yè)技能和科學(xué)素養(yǎng)也感染著團(tuán)隊(duì)的每一個學(xué)生,。學(xué)生們在自己的課題里不斷鉆研，“在我們實(shí)驗(yàn)室里原創(chuàng)的氛圍特別濃厚,，大家會根據(jù)研究的需要在老師的指導(dǎo)下自主設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn),，以期能得到新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)?！?3級學(xué)生李林勃說,，“我們非常樂于自己動手,，大家的樣品臺都根據(jù)各自研究的需要進(jìn)行了特別改進(jìn),。比如我手中的這個樣品臺，我們測試多種性質(zhì)的材料后選用了鉬金屬,，同時進(jìn)行了特別的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，它不僅升降溫極快，而且兼具多電極測量功能,，非常適合我目前開展的實(shí)驗(yàn),，這也算是我們根據(jù)自己科研的具體方向研發(fā)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備吧?！?/p>

“基礎(chǔ)研究是一個長期積累的過程,，需要一顆耐得住寂寞的心，要對自己的研究擁有持之以恒的專注,，才能在成果出來前的很長一段時間堅(jiān)定前行,。我的老師是這樣教給我的。我也想這樣教導(dǎo)我的學(xué)生,?！辩娊◤?qiáng)表示，只要學(xué)生有疑問,，他都會耐心地解答,。“我期待他們可以做得比我更好,，只有這樣,，才能推動科研一步一步向前進(jìn)?！?/p>

尤為值得一提的時,，除了帶領(lǐng)研究生做科研，鐘建強(qiáng)同時還肩負(fù)著本科生的教學(xué)。他一直擔(dān)任著《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》,、《材料物性表征》等本科生課程教學(xué)工作,，在他的課上，不僅給同學(xué)們帶來專業(yè)知識,，更是穿插著最前沿的科研成果,、視野和方法。鐘建強(qiáng)說,，“上本科課程的很多同學(xué)以后可能不會從事物理研究,，但是不管大家以后從事什么職業(yè)，我覺得物理的思想,、科學(xué)的邏輯和思維方式對大家都有益處,。”