战之路，上交挑战杯四连冠，参赛感悟

编者按

我们在那些埋首实验、苦思冥想的日子里，关注前沿知识，从奥秘里破解点点谜团；饱览科技平台，在纷纭信息里寻求新的出路。

我一直难忘初次听到“挑战杯”时的那份心情。那是在新生研讨课上，老师在向我们讲述2011年“挑战杯”特等奖获得者臧浠凝的事迹时评论道：“她在大一时就显露出对科研的浓烈热情和强大的行动力。她会阅读大量的文献，会为课程设计投入大量精力，她的课程论文全面而深刻。她身上有一种异于常人的执著。”那时我就知道，在未知的世界面前，我们需要具备一颗坚韧的心，大胆向前，勇于开拓。

在听完邓涛教授《材学人生》的讲座后，我捕捉到了自己对于科研的那份热爱，然后机缘巧合地，我走上了挑战之路。

我曾在高中时参加过生物学科竞赛，由此对仿生材料有一种天然的亲切感。当了解到邓老师是仿生纳米材料方面的专家后，我便迫不及待地参与进了邓老师的研究项目中。在邓老师课题组，我积累了一些基本的纳米材料制备、表征与测试的技能，同时也对仿生光热探测材料和纳米材料自组装领域有了一定了解，对当时的研究热点也有了一些感知。大二时，我参与到一个基于吸光放热纳米金颗粒开展的课题，当时我们有一个大胆的想法：把加热过程局限在液体表面，从而大幅度提高太阳能用于蒸发的能量效率；依靠纸搭载纳米金颗粒，使其在液体表面漂浮，达到仅浅层液体在光照下受到加热的效果。在项目接近尾声时，我们发现了一个有趣的现象——用化学修饰手段改变材料表面的官能团，使其变得亲水或疏水后，蒸发水的速率会相应地发生改变。

由于这一现象具有提高此类太阳能光热蒸发系统能量效率的潜在价值，邓老师决定另立一个课题——由我组建一个本科生团队，主要针对上述现象进行深入研究，同时作为本科生项目，参加“挑战杯”国赛。我的队友是同班同学张尧和段浩泽，他们也有过科研实践经历，对实验探究也有着浓厚的兴趣。

实验并非一帆风顺的，例如，对金颗粒进行表面处理的过程颇为艰辛，因为使用硫醇进行疏水修饰非常挑战个人的承受能力。硫醇挥发性强，具有类似于大蒜但比之更加浓烈的特殊臭味，而我们的方案需要使用含硫醇的有机溶液长时间浸泡样品。在这一阶段的实验中，我们都被熏得够呛，到最后憋着气进行实验，才处理出还算满意的样品。又例如，向圆底烧瓶中添加生长所需的金溶液时必须逐滴加入，同时也必须保证添加的试剂没有被污染，否则可能会造成金颗粒尺寸的偏差乃至整瓶溶液的团聚沉淀；表征实验的主体是蒸发实验，从实验所用的容器、光源到不同亲疏水性的对照实验，每一个环节都需要经历多次的尝试、分析与调整才能确定最终的实验模式，虽然每次实验的时间为十五分钟，但成千上万次的实验总时长却是令人震惊的。

在实验中，我们总结出了大量经验和心得。例如，使用王水处理滤膜可以使金颗粒更好地吸附；书本知识与实际情况之间的差异，只有通过实验才能有更为深入的了解；科学的力量，只有在亲自去体验并且运用时才会显得真切；在实际的实验中，总是会出现各种各样出人意料的问题，有的改善一下操作流程或者强化一下操作规范便可以顺利解决，还有的可能需要查阅大量的文献资料方能略懂一二。

除了以上这些挑战，我们的团队还遇到了团队合作的挑战。我们原本计划对数个变量进行系统探究，但若要完全执行则耗时过多，同时成员也比较忙，我们在具体哪个变量优先上各执己见。最初，在各个流程上，我们是分别轮流进行的，后来在样品制备和测试衔接上出了问题，实验数据零散，因而数据不够完整和系统。后来在邓老师帮助下，我们开始在实验前讨论实验计划，之后我们的合作更加紧密和高效了，实验也因此进展得顺畅起来。

因为实验需要耗费大量的时间，所以寒暑假我们都选择留校，积极投入实验。功夫不负有心人，克服了项目中大大小小的困难与挑战后，我们成功摸索出用真空抽滤获得表面连续均匀的双层复合膜的制备技术，得到了一系列光热蒸发过程中的结果，收集了包括速率变化、温度分布及润湿性变化的数据，进一步总结出了不同表面的化学性质对蒸发速率影响的规律，分析了其模型。根据这些研究成果，我们进行了论文写作与投稿，并在《Scientific Reports》期刊上发表。(www.xing528.com)

报名“挑战杯”之后，我们先后在院团委和校团委帮助下，不断提炼项目的核心概念，打磨作品的展示方式与表达技巧。经过长达数月的赛前准备和学校的层层选拔，我们先后在六月份的上海市“挑战杯”和十一月份的“挑战杯”全国总决赛中获得了特等奖和一等奖的荣誉。获奖之后，我更加坚定了做科研的人生目标，在成功申请到奖学金后，我选择了前往美国佐治亚理工学院继续攻读博士学位。

“挑战杯”贯穿了我整个大学四年，是我本科生涯中最浓墨重彩的一笔。刚入学时，是“挑战杯”激发我进入实验室，开始科研；积累一定实践经验后，我以“挑战杯”为目标组建团队，在合作中探索未知、克服困难；在对“挑战杯”的角逐中，我们团队精心准备、积极合作，在失败中吸取教训、积累经验，逐渐提高自己的学术表达能力和沟通能力；在捧得“挑战杯”后，我精神振奋，更加笃定在科研路上的目标与方向。我和“挑战杯”的不解之缘，就好像2012年我们入学典礼上的那首歌一样：“最初的梦想，绝对会到达！”

导师寄语：你是泊于青春的港口的一叶小舟，愿你扬起信念的帆，载着希望，驶向辽阔的海洋，在知识的海洋里乘风破浪。理想不灭，激情不灭。

作者简介

俞圣韬

上海交通大学材料科学与工程学院的2013级本科生，目前在美国佐治亚理工学院攻读博士学位。

段浩泽

上海交通大学材料科学与工程学院的2013级本科生，目前在上海交通大学攻读硕士学位。

两人曾共同对“仿生材料和微纳米仿生器件的制备及功能”课题进行科学研究，并最终因此项课题获得第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖。