【苏州日报】方寸毫厘间“重塑”宏观世界

  纳米，长度的度量单位。1纳米为10的负9次方米。单从“个头”来看，1纳米比单个细菌的长度还要小得多。但就是在这毫厘方寸之间，纳米技术不仅在重塑世界，也叩开了全新的材料设计和创新的大门。

  一屋子实验设备，不少来自国外，但出自中国的高端设备也占据了一席之地。在中国科学技术大学苏州高等研究院博士生导师苏育德课题组，“中西合璧”的实验器材，恰好暗合了中国纳米技术的地位——并跑全球，局部超越。

  12年前从苏州工业园区启航，迈出追梦世界领先水平的关键一步，苏育德在中国纳米技术水平进入世界第一梯队之际，学成归国，于独墅湖畔继续自己的学术追求——希望在微生物—纳米杂化材料领域实现“从0到1”的原始创新。

  探索毫末技术，改变宏观世界。仁爱路上，苏育德团队在肉眼看不见的纳米尺度下，运用新方法、新技术探索新效应，发现新现象、新理论，全力为未来产业蓄势。

  名校遇见名城，是人才专业的同频共振，是产业高质量发展的欣欣向荣，是携手未来的双向奔赴。从中国科大化学专业的一名本科生成长为纳米领域的青年专家，苏育德正是在名校名城的一路相伴中，快速踏上了攀登纳米前沿技术的探索之路。

  “2012年，中国科大和苏州工业园区、美国加州大学伯克利分校联合推出了一个留学合作项目，叫‘SIP Fellow’。项目每年从中国科大选3名优秀的本科生，由园区资助前往加州大学伯克利分校读博士。我是项目第一批派出去的学生，也是通过这一个项目，让我有机会了解全球最领先的纳米技术。”苏育德说。

  强势布局生物医药、纳米技术应用和人工智能等战略性新兴起的产业之初，园区就注重以人才链支撑创新链，与国内外顶尖高校牵手，为未来产业培养未来人才。“SIP Fellow”项目以未来城市伙伴定义录取学生，培养机制、高度、视野全面接轨全球一流。入选“SIP Fellow”，意味着苏育德与园区有了一份“君子协定”，即毕业后优先选择回园区工作。

  赴美留学后，苏育德师承中国科学院外籍院士，材料化学、纳光电子学和纳流体学家杨培东。初到美国的日子，前沿新领域、不同的学术氛围让苏育德体验到了挑战与快乐并存的滋味。短暂的调整后，他很快适应了全球顶尖名校的节奏，并成为课题组中的佼佼者。博士毕业后，他又先后在加州大学伯克利分校、加州大学圣芭芭拉分校、新加坡国立大学从事博士后研究。2021年，中国科大苏州高研院面向全球揽才，苏育德踏上了归国的路途。

  “当年来园区签约，只是匆匆一瞥。但因为在新加坡国立大学做过博士后，我再回到园区，觉得这里的一切都很熟悉。”苏育德说，选择中国科大苏州高研院有多方面的考虑：园区有中新合作的基因，开放创新的自由氛围是做学术的主要的因素；园区纳米技术产业基础完备，产教融合模式相对成熟。“我的导师杨培东院士就是苏州人，再加上当初留学时跟园区的约定，我觉得回母校是最好的选择。”苏育德说。

  提出原位负载微生物催化剂的概念，提高微生物与纳米材料之间的电子转移效率；研发了密堆积的固碳细菌-纳米线复合电极，一周内实现了效率达3.6%的“太阳能至醋酸”能量转化，为地球碳平衡和火星大气转变提供了可能……身处纳米研发技术一线，苏育德开创性地提出了一系列前沿理论和概念，带来了全新视角。在加入中国科大苏州高研院之际，33岁的他入选2021年《麻省理工科技评论》“35岁以下科学技术创新35人”。

  2012年至2021年，不到十年，苏育德成长为纳米领域青年科学家，园区也成为全世界五大纳米产业集聚区之一。“这十年间，国内纳米技术理论演进和产业高质量发展齐头并进，我们在纳米能源、电光化学等交叉领域也追上了国际领先水平。可以说，这是中国纳米技术跨越发展的十年。”苏育德说。

  留学之初，对苏育德冲击最大的就是国外纳米技术探讨研究的领先性。不到十年，中国在这一领域的技术水平已不落人后，这让苏育德觉得可以学以致用，回来得正当其时。主攻微生物-纳米杂化材料，苏育德的研究聚焦生物催化与材料化学的新兴交叉领域，借助微生物催化剂高活性、高选择性、可自我修复并自我繁殖的独特优势以及纳米材料的电学、光学和化学性质，将其应用于人工光合作用、燃料电池、超级电容器、可穿戴器件等多个角度，未来拥有无限可能。

  中国科大作为全国首批设立纳米学科与工程一级学科的高校之一，正依托苏州高研院服务纳米领域“科学—技术—工程”一体化发展国家战略，为苏育德这样的青年科学家搭建起施展才华的宽广舞台。“学校的支持让我们的研究更加天马行空，比如我的课题组就面向地球上最古老的原核生物之一蓝藻，把这种不是植物却能进行光合作用并释放出氧气的生物与半导体结合，实现高效率的光解水，把水可持续地分解为氢气和氧气。”苏育德说。

  交叉，是纳米科学与工程的学科基因。在基础科研上，它可以与化学、物理学、材料科学、能源科学、生命科学、医学、工程学等基础学科进行融合；在实际应用上，纳米技术已大范围的应用于信息技术、人工智能、量子技术、新能源、新材料、类脑科学、深海、深空等领域。在苏育德看来，当单一学科研究遇到瓶颈，交叉学科会带来新的灵感，这正是纳米研究的魅力所在。

  对纳米科技学术前沿领域的拓展挖掘，大学负有引领的重要责任，中国科大苏州高研院更是责无旁贷。独墅湖畔，苏育德和同事们共同探索着纳米科技最前沿的难题和中国纳米科技未来的发展道路。

  “交叉学科呼唤新的方法和视角，会诞生新的理论和知识边界，可以是递进式生成，也可以是创造性生成，拥有很多原创的可能性。”苏育德说。以纳米材料研究为例，他认为，新材料的功能拓展或性能提升需要新的研究方法。因此，在实验室里，能借助AI对材料的性能进行筛选、合成。这就区别于以往的研究方式，研究过程中可能会碰撞出意想不到的创新成果。

  一代材料，一代装备。小到电子科技类产品的性能提升，大到国产大飞机腾飞，不能离开新材料的创新和应用。背靠中国科大苏州高研院这样的平台，加上园区雄厚的产业支撑，苏育德期待能在纳米技术领域实现“从0到1”的原始创新。“从十几年前的跟跑，到如今的并跑、局部超越，我们应该有信心实现从零到一的突破。有了这种突破，中国一定是纳米技术的全球领导者。”