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2017-05-28 20:24來源:中國石油大學（華東）
原標題：薛慶忠教授：用“納米”打開非凡材料世界
“搞科研就像做偵探，一步步接近真相，一點點揭示秘密。”
5月22日，薛慶忠教授的“偵探團隊”再一次告捷，在山東省委、省政府召開的2016年度全省科學技術獎勵大會上，由薛慶忠、邢偉、鄭慶彬、閻子峰等完成的“納米碳材料的表界面調控及其物理性能增強機理”項目過五關斬六將，在經歷了三輪評審之后，最終獲得山東省自然科學獎一等獎。薛慶忠代表他的團隊參加獎勵大會，從山東省省長龔正手里接過了凝結著奮斗成果的獲獎證書，這是薛慶忠第二次也是我校2011年后再次獲得山東省自然科學一等獎。
當碳材料的尺寸小到納米量級的時候，其表面積會被放大幾萬倍，乃至幾十萬倍，它就表現出一些神奇的性質。例如，1克的納米碳材料的表面積可以鋪滿整個足球場，它的強度可以達到鋼的200倍。薛慶忠的團隊要做的就是探究納米碳材料中的這些表界面結構，揭示納米碳材料的表界面結構帶來的各種新奇的現象和特性。
薛慶忠，理學院教授、博士生導師，山東省泰山學者特聘教授，山東省教學名師，山東省有突出貢獻的中青年專家，教育部新世紀優秀人才入選者。現任山東省高校新能源物理與材料科學重點實驗室主任、中國石油大學（華東）研究生院副院長，是國際刊物《Physics Express》的編委，《JournaloftheAmericanChemical Society》、《Advanced Materials》等36種國際權威刊物的審稿人，國家科技部“863”計劃課題評審專家，國家自然科學基金評審專家。他的課題組和美國哈佛大學、美國麻省理工學院、丹麥奧胡斯大學等國際著名大學建立了穩定的合作關系，是美國哈佛大學的訪問教授、客座研究員。
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勇于探索，十載“耕耘”結碩果
“揭示科學規律獲得的成功感是任何事情都無法取代的。”
伴隨著可移動智能設備、云存儲和大數據處理的廣泛應用，迅速發展的信息產業對未來的半導體芯片提出了前所未有的要求。與硅材料相比，碳材料具有更高的導電性、電化學穩定性、完美和高度有序的晶體結構等優勢，碳基半導體有望從根本上改變未來的半導體芯片和整個信息產業的發展。薛慶忠的團隊首次提出利用碳納米管誘導石墨烯卷曲制備碳納米管/石墨烯（核/殼）納米碳基半導體結構。利用這種納米碳結構可以制備出世界上最薄的二極管。Nature出版集團將該研究成果作為“研究亮點”進行了報道，指出“薛慶忠等探索了利用碳納米管和石墨烯獲得新結構的可能性”，相關論文被《Nature China》選為2010年度的“TOP10”論文，該項目提出的有關理論得到了美國哈佛大學等課題組的實驗驗證。
此次獲評山東省自然科學獎一等獎，對于薛慶忠來說，無疑是對其科研水平和學術能力的一份認可，但他謙遜地說：“團隊努力的成果得到了肯定，我們很受鼓舞。但更令我欣慰的是在該項目研究的過程中培養了一批優秀的學生。”與薛慶忠共同獲獎的鄭慶彬曾是他的一名研究生，現在已經是德國洪堡學者，任教于香港科技大學，是國際上納米碳材料領域中知名的年輕專家。
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厚積薄發，物理與材料“結緣”
“社會發展很快，交叉很多，有的時候品味不只是通過專業知識提高的，要廣讀書，多思考。”
學術研究離不開扎實的專業基礎。“自己專業的知識，要學深，要學精！”求學期間，薛慶忠十分重視專業課的學習，他的專業課成績名列前茅，多次奪得年級第一。“專業知識對于我理解一些物理現象，建立物理模型有巨大幫助，扎實的專業知識是科學研究的基礎。”
除了學習專業知識，薛慶忠通過讀書拓寬自己知識面的廣度。“那時電子設備還不發達，娛樂活動也特別少，去圖書館讀書成了我最大的樂趣。路遙、李存葆，還有那個年代很多知名作家的小說，我都喜歡。”在書中，他體驗到了各式各樣的人生，涉獵了多方面的知識。這些積累對于他未來的學術生涯也產生了很大影響，他說：“知識面決定了你思考的寬度，專業知識決定了你在特定領域思考的深度，兩者對于科研來說都是非常重要的。”
隨著知識廣度和深度的增加，薛慶忠發現，很多學科的發展都和物理規律息息相關，甚至一些學科都是在物理的基礎上不斷發展和建立起來的。掌握深層次的物理知識對于從事科學研究來講，有著得天獨厚的條件。所以，他選擇了跨專業攻讀清華大學材料科學與工程的博士學位。他期望研究材料中蘊含的新穎、神奇的現象和性能,揭示其中的物理原理，為開發滿足國家和社會重大需求的新型材料提供理論指導。
薛慶忠在讀博士期間，偶然閱讀到美國阿崗國家重點實驗室一篇關于“納米流體”熱導率的實驗論文。“納米流體”的熱傳導性能非常優越，但是傳統理論卻無法解釋他們的實驗現象。這是世界上首次提出“納米流體”的概念，薛慶忠對此很感興趣，他認真分析了該課題組的實驗結果后，首次引入了界面熱阻概念，建立了物理模型很好地解釋了在碳納米管納米流體中觀察到的熱導率異常增加現象。該論文已經被他人引用高達440次，成為該研究領域具有里程碑意義的論文，建立的模型被稱為“XueModel”。與之相關的“新型碳基復合材料中的表面與界面效應”項目于2011年獲得山東省自然科學獎一等獎。
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大膽猜想，機會“藏”在困難中
“科研路上每個困難都是機會，放棄它就是困難，突破它就是創新！”
“做科研就是在探索中一步步揭露真相。實驗過程中的異常現象往往就是突破口！”碳/硅異質結的光電性能的突破性發現就是對薛慶忠科研觀念的有力證明。
他的研究生馬明初期的研究方向是納米碳/硅異質結的氣體傳感效應。經過3個多月艱辛的重復實驗，結果卻不遂人意。馬明發現這種材料的氣敏性能很不穩定。面對數據的異常波動，馬明感到非常困惑。
“當有同學從測試儀器旁走過時，測試結果都會隨之發生變化。”馬明把自己的發現告訴了薛慶忠。經過一番了解，薛慶忠提出猜想，是不是走路帶來的風導致溫度變化，從而影響了它的性能。緊接著，他們進行了嘗試，“我們改變了測試溫度，發現結果并沒有明顯的變化。”很快，他又做出了第二次猜想，“排除了溫度的因素，第二次我就懷疑是不是人影的微弱光影影響了它的性能。”于是他就近從打印機上抽了一張紙蓋在測試樣品上，結果令人意外，其光電性能一下子變化了上千倍！
這項成果很快就獲得了國家發明專利，并發表在應用物理類國際頂級期刊《AppliedPhysics Letters》上。馬明也獲得了國家全額獎學金赴荷蘭代爾夫特理工大學攻讀博士學位。薛慶忠感慨道：“有的人在科研中遇到困難，不夠堅持，放棄了，其實困難往往蘊含著機會！”
在真相還未浮出水面之前，要敢于做出大膽的猜想。當然，猜想不是空想，只有基于從“毫厘”累積起來的經驗，才能結出成功之果。對于搞研究，薛慶忠有著自己的信念，“在科研的道路上總會有困難和挫敗。如果把困難當作困難，你可能會覺得真的很難；如果把困難當成機會，你就會覺得坦然，而成功也往往成為自然。”
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務實嚴謹，六字“箴言”育桃李
“勤奮是最重要的品質，可以不聰明，但必須勤奮。勤奮并且專注，一定會獲得成功。”
每次提到學生培養，薛慶忠總會強調“勤奮、自信、創新”這六字“箴言”。他一直堅信，勤奮是自信的基礎，勤奮的人往往能夠不斷取得成績，激發自信心；自信是創新的前提，有自信才敢于創造出世界上領先的科研成果。
打鐵還需自身硬，薛慶忠通過自身的勤奮努力，影響著一批又一批的學生。他對待教學工作異常嚴格、精益求精，總是投入大量的時間潛心研究教學的各個環節，將國際上的先進技術和學術前沿與課堂知識相結合，使他的學生能夠站在國際學術前沿開展研究。他先后為本科生、研究生主講過《材料物理》、《材料科學前沿講座》等課程。他的課程充滿激情，在學生中有很好的口碑和很高的影響力，在學生評課中一直名列前茅。
薛慶忠熱愛自己的每一位學生，對學生的關愛不僅是學業上的指導、生活上的關心，更多的是培養學生的自信心。他用發展的眼光看待學生，欣賞他們，傾聽他們，以平等真誠的態度關心、愛護他們，讓每一個同學都感到自己是一個有潛力的人！他根據學生的個性特點提供切實可行的指導和幫助，真正成為學生的良師益友。
學生有了勤奮的態度和自信之后，創新和機遇往往是水到渠成的。他培養的研究生半數以上在世界一流大學攻讀博士學位或者任教。他的研究生將師從薛慶忠比作站在了巨人的肩膀上，比作登上了一列高速的科研列車。這趟列車既可使他們飽覽本學科發展路途上的各種奇觀異景，同時又把他們一下子送到了這個研究領域的前沿陣地。
薛慶忠是一個嚴謹的人，他對研究生的每一篇論文都認真修改，就是一個標點符號、一個參考文獻的頁碼都要審閱。有的論文他要修改10多遍，直到滿意才放行。薛慶忠嚴謹的科研作風深深地影響著他的學生，極大地激發了他們不畏困難和挑戰，進行科學研究的熱情。在他指導下，學生們在各自的研究方向里取得了一些具有創造性的科研成果，這對他們今后的人生產生了深遠的影響。
薛慶忠就是這樣一個“勤奮、自信、創新”的人。他的為人也深深影響了他的學生，“勤奮、自信、創新”已經成為他課題組的組風！薛慶忠很忙，但他覺得很充實。他看到自己的學生成長為國家的優秀人才，那種快樂和幸福是他難以言表的。
仰之彌高，鉆之彌堅。薛慶忠勇于創新，不斷嘗試，踐行著作為一名科研工作者的責任。春播桃李，秋滿神州。薛慶忠無私奉獻，嚴謹治學，用獨特的個人魅力傳承著科技工作者的使命。