吴飞鹏
做研究,简而言之就是围绕科研三件事(做什么,怎么做,做成什么样)。在决定做什么前,不仅要考虑自己的专业特点,也要考虑科学和技术发展的前沿。做研究时,首先要学会解决问题,在学习中凝练和归纳科学或者技术核心的能力,才能为以后明白做成什么样做好准备。不管是刚考上研究生的菜鸟,还是身经百战的博士后,贯穿其中最关键的一点,就是保持一颗严谨踏实的心,有了这样的态度,才能在这个过程中慢慢领悟科研的真谛,最终找到适合自己的归宿。
一点一点的进步
几年前,小Q还是一个本科生,来实验室做毕业论文时,是实验室一位老教授带他。临走,他过来对我说:“老师,您看我考您的研究生行不行?”我说:“欢迎啊,只是可能你要放弃保研资格?”他回答:“没关系,考一下就是了。”果真,他考上了。面试的时候,所有的老师都说这孩子真不错,脑子清楚。
一般而言,除了比较特别的,学生从研究生院回到实验室,我一般会给他们一段时间了解情况,从师兄师姐那里知道都要做什么。在我的实验室,除了工程学位的学生,学生的研究一般不与任何项目挂钩,甚至与任何项目都毫无关系,只要学生喜欢,我对他们的研究内容也有兴趣就可以。小Q也不例外,回实验室几天后,小Q来找我,问我想让他做什么。我问他,你想做什么。他说,他想做水溶性高分子的内容。接着,我跟他说了以下这段话:
“我很想发明一个制剂,把现在小孩吃的退烧药百服宁放在一个体系里,在孩子上幼儿园或小学的时候,如果感冒发烧了,早上就吃下去,该制剂在胃里不会释放和分解,到了肠子里,不发烧也不会释放,只有发烧了,体温达到39°C,制剂里的药才释放;烧退了,体温下来,药也就不再释放。这里面,最重要的是微观相转变的pH和温度双重控制。”
他听完,说了一句,好吧,我先去看看资料。
从此,很长一段时间,我们没有更多的交流,每当我问他研究进展如何,他总说,还在学习中。实验室会议上,他不断提出各种微观相转变的建议,我也没有太多的反对,只是告诉他,需要有自己的新想法和新发现。大约过了两年,他写了一篇文章,是利用聚异丙基丙烯酰胺的温度相转变特性一锅法制备空心微球。我看后指出数据不足,中间缺少环节。他争辩道,人家都这样写,也都能发表在顶级杂志上。我说,我们即便发表在二流杂志上,该有的数据还得有,中间环节不可缺少。两人的争辩进行得脸红耳赤,我几乎要拍桌子。后来他不得不回去补了一个数据,虽然在我看来还缺数据,但已经到了估计编辑会送审的程度,继续争论也没有多大的意思,让审稿人告诉他还需要什么数据会更有效,所以,我就同意发稿。果然,审稿意见也是需要补充数据,而完成这个数据,又花了整整两个月。最后该论文发表在国际级核心期刊Chemistry of Materials上。
经历了这件事,在他写第二篇论文时,我看到的初稿已经不再需要增补数据,而只需修改几个小地方。但是论文中有几句很重要的话没有注明出处,我就问,这几句话有出处吗?他说是别人发表的论文上的观点。我说,把论文拿来我看看?他离开我的办公室去拿参考文献,不到两分钟就回来了,两篇文献中用荧光笔标着的几句话里就有那被引用的两句,我知道他功夫用到家了,就说了一句,发出去吧。果然,论文发出后编辑认为只需要修改一点语言方面的小毛病,便顺利发表在了大分子领域最权威的期刊Macromolecules上。他写第三篇论文时,连文字修改也几乎没有了,我只修改了一幅不规范的图表,论文发出后无需修改,也直接发表在了Chemistry of Materials上。
作为研究生,写文章,拿出来给导师看,交给编辑和审稿人看,不仅是汇报自己的工作,也是虚心学习的表现,是一种敦促自己进步的有效手段。如果什么都不写,就像小学生不交作文作业,老师根本无法判断你认识几个字,也无法判断你到底会了多少文字表达能力,失去学习和提高的机会;如果只是为了发表而写,不领会过程中的点点滴滴,只是为了发表而忙碌,那么也将无心于提高,只会埋怨别人嗦,要求琐碎。
当他顺利通过博士论文答辩时,我问他找工作没有,以后想干啥?他回答,想回家乡先到公司做几年,然后自己开公司,顺便可以照顾到多病贫苦的双亲。我告诉他,你不是做公司的那块料,而且到目前为止做的工作都是羊毛地毯上找狗毛的事情。虽然你有严谨做学问的态度和掌握知识的能力,进步也很快,但做公司需要另外的一种气质,你恰好没有这样的性格。因此,我把他留了下来并让他找找去美国继续学习和工作的机会,等有了足够的学术资本再回国重新创业。半年后,他去了美国工作,一直到现在。
跨界的本事
小苗是新加坡南洋理工大学的物理学博士,做了两年的博士后,出站后成为了我实验室的一名研究人员。我的实验室研究的主要脉络是分子内和分子间pi电子(有机化学中的共价键)的相互作用与分子或者聚集体之间的关系,利用有机化学的手段设计一些功能材料,以期在化学模拟人工光合作用、环保、石油、生物医药等领域产生可实用化的技术。
按说,小苗这样一个物理学洋博士,来这么一个低档次的化学不像化学、材料不像材料的实验室是大材小用。不过,小苗的体重估计是我的1.5倍以上,他自己愿意来,那也是拦不住的事情。那么,我能与他合作做点什么呢?在我眼里,物理学是高深的学问,大科学家们把很多的基本原理都已经搞得很清楚,大的小的,光的电的磁的,都已经有相应的理论,不清楚的事情很少,譬如黑洞、宇宙的膨胀啥的,这个我不懂,所以他不能去做,他只能做点我也能懂的小事儿。
在长期研究聚丙烯酰胺这种水溶性高分子的过程中,我发现一个有趣的事情,尽管那东西一见水就溶解变得黏糊糊的,可在固体状态还是非常坚硬的,硬度比不锈钢还大,即便做成针,也具有足够的强度扎破人的皮肤,我自己的手指就不知道被扎破多少次。况且这东西可以完全溶于水,便于提纯,具有很好的生物相容性,是认证过的可用于医药的材料。因此,我建议小苗利用聚丙烯酰胺的这些性质,把它做成微针贴片,用于透皮给药。
在做成微针的过程中,需要解决加工手段、成型等问题,这都是物理的小问题,小苗做正合适,用一点点物理学知识,也有一点点化学知识,再学一点点医药知识和规则,对他而言应该游刃有余。
从此,小苗这个博士就像一个本科生一样开始学习做化学实验,从聚合物的合成反应操作,分子量的控制,再到聚合物的提纯和产物中残余单体检测方法的确立,一系列材料制备需要的技术,他在短短半年内基本上就掌握了。作为携带胰岛素的微针阵列,为了实现使用和携带的方便,药效对温度和时间的稳定性是十分重要的,而对此,我自己也是外行。因此,我特意请教药剂行业的专家,帮我送来相关参考标准,认真领会后,告诉小苗在这方面要做的实验和意义,小苗很快开展了相关的实验,证明在微针里保存的胰岛素比在水溶液中稳定很多,基本上可以实现室温保存和携带,为药剂的开发拿到了最重要的数据。作为合作导师,看到年轻人在一个崭新的知识领域能够迅速的开展工作,迅速的成长,比自己完成了某项科研工作还宽慰。
两年后,小苗完成了整个微针贴片的流程,做出了能够携带胰岛素、镇痛剂、疫苗等药物近乎实用化的微针贴片,微针的强度非常硬,完全可以扎破皮肤的角质层,扎进去后,聚丙烯酰胺就溶解,药物随之释放,药量的控制可以非常精准。经过细胞实验等,证明该方法具备开发成药剂或者器械的可能性。虽然他还没有写一篇文章,可已经拿到国家发明专利通过初审函,申请了国际发明专利,他自己申请的国青基金也拿到了资助。
责任编辑:曹晓晨