任咏华在香港大学实验室。
任咏华
1963年生于中国香港,香港大学副校长,2001年当选中国科学院院士,2011年获得“世界杰出女科学家奖”。
让有机材料在黑暗中熠熠生辉,让金属分子像乐高积木一样自由组合?
别惊讶,这不是什么科幻大片,而是实实在在存在的“魔法”。而拥有这神奇“魔法”的“彩虹魔法师”就是“世界杰出女科学家奖”获得者、中国科学院院士、香港大学副校长任咏华。
她研究的金属有机分子在实验过程中的环境(温度、溶剂、湿度等)发生一点变化,就会产生不同的颜色。《环球人物》记者很好奇:任咏华最喜欢哪种颜色?
“每种颜色我都喜欢,尤其是五彩缤纷的颜色。”任咏华笑眯眯地说。或许正是这份对五彩世界的热爱,让她在实验中创造出如彩虹一样绚烂的科学突破,为人类带来更多的光明和希望。
“化学跟吃饭、睡觉同样重要”
人们常说,兴趣是最好的老师。这句话在任咏华身上变得具象化。
1963年出生于香港的任咏华对灯火辉煌的港岛夜景十分着迷,同时又对很多事物充满好奇,“为什么天空是蓝色的”“为什么会出现彩虹”……
上小学时,任咏华不小心打碎了一支温度计,看到水银在桌子上滚来滚去,顿时激起了她探索的兴趣。到了中学,她对化学着了迷——把一种物质与另一种物质混合,就会产生五彩斑斓的光芒,或者一个简单的化学反应就能变出漂亮的晶体。任咏华忍不住想,为什么不同的物质凑到一起就会产生反应?带着这份好奇,她在1982年考入香港大学化学系。
任咏华的父亲是一名土木工程师。他常常叮嘱任咏华,“作为学生,就要做好学生该做的事”。这句话对任咏华影响深远,之后无论在哪个岗位,她都严格要求自己,全力以赴做好自己的工作。
学生时代,任咏华最喜欢的事情就是泡实验室,做实验的过程让她乐此不疲。虽然不是每次实验都能成功,但她总是乐观地接受结果,然后兴冲冲地开始下一次实验。本科毕业后,她仅用3年时间便取得博士学位。读博期间,任咏华主要研究金属钌和锇的高氧化物化学性质。之后,她选择留在香港,继续无机化学研究。
1988年,任咏华在香港城市理工学院(现香港城市大学)新成立的应用科学系开始教学生涯。那时,她连标书也要学着写,经常请教其他学校或实验室的老师,因为“写清楚要求才能买到适合实验用的仪器”。
任咏华(右二)在指导学生。
1990年暑假,任咏华到美国罗切斯特大学进行学术交流,增加对界面活性剂化学及超快电荷转移的理解。9月,她回到母校香港大学任教,从此再没离开过。她认为,若缺乏博士后经验,科研工作的视野或许会受限,于是利用此后两年的暑假到英国帝国理工学院,与诺贝尔化学奖得主杰弗里·威尔金森教授及其团队交流,学习金属有机合成化学。在此期间,她开始研究一个新的领域——金属有机化合物的设计和发光性质。
“这些学习都是利用暑假进行的,每次大概两个多月。”任咏华说,“和美国、英国的教授及其团队交流后,我的科研视野开阔了许多。叧外,虽然国外的仪器设备比我们的先进,但在交流中我发现,我们的科研水平并未逊色于他人。”这也让任咏华坚信,只要自己基础扎实,不断深入研究,就能够做好科研。
任咏华获颁英国皇家化学会百周年讲座奖。
多年来对化学的热爱,让任咏华养成了每周工作6天,每天工作十数小时的习惯。早上7点半,她就到达办公室开始工作,到晚上9点才离开,回家吃饭和稍作休息后,继续工作到凌晨。她曾说:“化学于我不只是工作,也是兴趣,跟吃饭、睡觉同样重要。”
在忙碌的工作中,任咏华尽力保持工作与生活的平衡。她的丈夫是她读博时的学长,两人于1990年结婚,育有两个女儿。她总是将两个女儿的照片摆在办公室最醒目的地方,并与她们约定,尽量每周日陪伴她们。家人也很理解她的工作。有时候她太放松了,反而会感到不自在,家人就开玩笑说,她需要回到实验室嗅一下化学药品的味道,心情才会好起来。
耳濡目染之下,任咏华的两个女儿也选择了理科相关的专业。大女儿正在攻读博士学位,小女儿已医科毕业。任咏华认为,“每个人都是独立个体,她们喜欢什么,作为父母的我们都应该支持”。
走路快、讲话快、做事快
在香港大学熙熙攘攘的校园里,任咏华的身影特别显眼——利落的短发、简约的衬衫加套装。这是她保持了20多年的风格。“短发打理起来方便,穿套装省去了搭配的烦恼。”对任咏华来说,时间似乎总是不够用。她的时间都去哪儿了?
任咏华透露:“我每天要批改本科生、研究生、博士生、博士后的作业和论文,处理学校的行政事务,备课,还要经常关注研究领域的新动态,阅读新发表的文献。”所以,她走路快、讲话快、做事快。任咏华的博士生助教陈可盈对她“走路快”这点深有感触。两人明明一起出发去教室,可没多久,她就把陈可盈甩在了后面。
任咏华最喜欢泡在实验室。
但在实验室里,任咏华总是舍得花大量时间反复做实验。“可靠的实验结果往往要经过无数次实验才能获得。”任咏华对记者说,“实验的过程难免会出现误差,所以我常要求学生把实验重复做多次。特别是一些突破性成果,更需反复验证来提升成果的可靠性,这样获得的实验结果才经得起考验和挑战。”
最让博士生卓行健印象深刻的是,任教授经常要求大家严格控制细微的环境条件,甚至要考虑到不同环境湿度会影响实验结果。“起初,大家觉得这样做很麻烦,但后来发现,哪怕看似微不足道的环境条件变化都会对实验结果产生很大影响。在潜移默化中,大家被任教授的认真严谨打动,对自己的实验结果一遍又一遍地验证,这样的结果才能让审稿人和期刊读者信服。”
任咏华还经常鼓励学生自学,要有探索精神。她建议学生除了多读自身专业的文献,也要多阅读其他专业的文献,“原因是重大研究项目往往离不开跨学科合作,所以需要对其他专业如物理、生物、工程、医学等有所认识,这样才能与其他领域的专家有效交流,寻找项目的解决方案”。
截至目前,任咏华已指导过上百名博士生、博士后。“严格”是大家对她的共同印象。她审阅博士生论文时,经常一遍又一遍地批改,每篇论文至少改3至4遍,从不嫌麻烦;学生也会按照她的要求反复修改,直至论文达到她的要求。
此外,任咏华也要求学生了解每台仪器的原理。她告诉学生仪器并非“黑盒”,学生要了解仪器的原理,才能准确分析测量结果,不能只等着结果出来,而是要明白仪器里面发生了什么,为什么会得出这样的数据,这样才能保证数据的真实和准确性。有一次,仪器坏了,任咏华没等工程师来,自己就把仪器修好了。正是由于她的严格要求,她的科研团队在国际学术界一直保持着良好的信誉。
“要成为国际研究领域的引领者”
2001年,年仅38岁的任咏华当选为中国科学院院士,成为当时中国最年轻的院士之一。如今说起这件事,她话语间仍略显激动:“中国有十几亿人口,我被评选为院士,这是国家对我科研工作的认同。这不仅仅是荣誉,更是一种鞭策,我得坚守原则,无论何时都要保持严谨,履行科学家的责任。”
2002年5月24日,时任中国科学院院长路甬祥(右)向任咏华颁发院士证书。
2011年,任咏华又获得联合国教科文组织颁发的“世界杰出女科学家奖”,这是为了表彰她在发光材料和太阳能捕捉技术方面的创新贡献。一年后,她当选美国国家科学院外籍院士。
沉浸在化学世界中的任咏华,不只关心自己的研究成果如何影响学术界,更关心如何让中国科研走向世界。她举起手机为《环球人物》记者举例:“像手机屏幕等电子产品,发绿光的材料通常含贵金属铱,但这项技术被外国垄断,加上铱是稀有金属,在地壳中的含量很低,所以,我希望能够开发拥有自主知识产权的新材料,去解决这个‘卡脖子’的问题。”
在任咏华看来,科学是无国界的,科技成果应该造福全人类。因此,应加强国际科技合作和开放共享科技成果。有些国家搞科技保护主义,是因为他们缺乏自信心。总有一天,铱会用完,任咏华正在研究利用可在室温发磷光的金(Ⅲ)代替铱这类发光材料。她和她的团队是全球第一个做这项研究的,“目前已掌握30多项自主知识产权,而且我国金矿产量全球第一,再也不会受原材料的限制了”。说完这句话,她的脸上满是自豪。
现在的科研环境比任咏华刚做研究时好了很多。她经常鼓励年轻人打破自己的专业界限,不断创新,做原创性的科研,要让“别人一提到某领域的工作时,就能马上想到你,叫出你的名字”,“要成为国际研究领域的引领者”。
“香港以前是个小渔村,现在能成为国际金融中心,全靠我们不懈努力,充满信心。因此,只要肯努力,我相信香港将来定能成为国际创新科技中心。近些年,香港特区政府投入大量资源积极推动创科产业发展,比如‘产学研1+计划’、创新香港研发平台,这些都是把基础研究到产业落地的通道打开的举措。我也参与了‘产学研1+计划’,研究金(Ⅲ)发光材料。”任咏华说。
“如果有一天离开讲台、离开实验室,你会做什么?”采访的最后,记者好奇地提出这个疑问。任咏华不假思索便回答:会积极参加科普活动,比如到中学课堂做科普讲座,为学术杂志撰写文章,分享自己的心得和经历,也会继续做评审工作,与其他国家和地区的业内人士交流,讲好香港故事,吸引及鼓励更多人才前往香港发展,增强我国科技实力。
本科毕业时的任咏华。
任咏华还为记者做了一场简单的化学科普讲座。“做化学实验就好比我们做饭要看菜谱,同样的材料,不同的做法,或者换个材料,结果就不一样。合成化学是通过合成手段创造新分子、新材料,再利用超分子化学手段来改变分子堆积、取向和排列,它可能是有序的排列,也可能是无序的排列,这样就能改变发光的颜色。有的分子分散时是黄色的,聚在一起就会变成蓝色,不那么紧密,但有序时又会是红色的。”经过她的讲解,复杂的化学原理竟变得如此有趣和简单。
当然,她还会继续做一位“彩虹魔法师”,“我希望能在这方面出一份力,同时也不会给自己设限”。就像她的化学实验,永远充满未知惊喜。
任咏华,化学
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