在實驗室裡工作的侯旭。 　?。ㄊ茉L者供圖）

　　在微觀世界打造了一個“液體之門”，實現(xiàn)物質(zhì)的高效可控運輸與分離——這是廈門大學化學化工學院、物理科學與技術(shù)學院雙聘教授侯旭的研究。

　　聚焦多學科交叉前沿，今年40歲的侯旭長期致力於液基材料系統(tǒng)的科研，用以提升膜材料的功能與穩(wěn)定性。他首創(chuàng)和引領(lǐng)的液體門控技術(shù)位列世界權(quán)威化學組織——國際純粹與應用化學聯(lián)合會發(fā)布的2020年化學領(lǐng)域十大新興技術(shù)。在侯旭團隊的努力下，“液體門控”在化學化工、材料科學、生物醫(yī)學、能源環(huán)境、航空航天等領(lǐng)域不斷開花結(jié)果。

　　剎那靈感，勇闖“無人區(qū)”

　　侯旭的辦公室裡有一張小型棕色雙人沙發(fā)。沙發(fā)上坐過化學化工領(lǐng)域的專家、研究材料科學的學者，也有生物醫(yī)藥專業(yè)的學生、人工智能工程師……作為在多學科交叉前沿開展研究的青年科學家，侯旭的朋友圈覆蓋物理、化學、生物、醫(yī)學、工程、信息等多個領(lǐng)域。

　　2006年，侯旭從四川大學生物醫(yī)學工程專業(yè)畢業(yè)，被保送至國家納米科學中心攻讀物理化學博士學位，2012年又前往國外進行膜科學相關(guān)的仿生材料應用科學的博士后研究。從生物醫(yī)學到物理化學，再到仿生材料科學，對侯旭而言，這段跨多學科的求學經(jīng)歷是寶貴的財富?！安煌瑢W科知識的碰撞，讓我接觸了更加多元的科研思維方式，支撐我嘗試交叉學科研究。”侯旭說。

　　博士后研究期間，侯旭在一次分離實驗中發(fā)現(xiàn)，通過簡單的壓力變化，就可以利用液體開啟關(guān)閉氣體與液體的輸運。液體是否也可以成為“門”？

　　侯旭介紹，在微觀世界，大面積的固體膜材料表面具有難以避免的缺陷。固體膜無法完全阻隔微小物質(zhì)的傳輸，也會造成途經(jīng)物質(zhì)的殘留，時間一長，膜材料就會被污染甚至堵塞，這正是污水處理、空氣淨化、海水淡化等場景中的痛點。

　　但液面沒有這種缺陷?！耙后w的流動性能使材料表面達到分子級的平整。若將液體穩(wěn)定在固體多孔膜中，讓多孔膜作為‘門框’，液體作為‘門’，在壓強作用下，‘液門’關(guān)閉時，即使是氣體分子也無法通過，而‘液門’打開時，就可以實現(xiàn)物質(zhì)的快速運輸與分離。”侯旭打了個比方，“就像給微觀世界的‘水簾洞’安上智能開關(guān)。”

　　從剎那的靈感出發(fā)，侯旭等人於2015年首次提出“液體門控機制”的概念，踏進未知的“無人區(qū)”。2016年，侯旭入職廈門大學，成為雙聘教授，組建課題組團隊、搭建實驗室，潛心研究“液體門控”的新機制與技術(shù)應用。

　　腳踏實地，從奇思到現(xiàn)實

　　踏上一條“從0到1”的科研之路，沒有前人研究可供參考，更缺乏“稱手”的研究工具。

　　研究初期，為連續(xù)觀察和測量微觀尺度的壓強，侯旭購置了傳感器、電源和顯示器等配件，簡單拼裝了一個測壓設備，“數(shù)據(jù)全靠手抄，一秒就要抄一個數(shù)據(jù)，抄完后再把數(shù)據(jù)錄入電腦換算，並進行分析，一天隻能做兩三組實驗。”侯旭說。

　　為更高效地開展實驗，侯旭團隊自主開發(fā)了先進的測試儀器和裝置系統(tǒng)。液門流體跨膜壓強測試儀就是其中之一，這是一臺平板電腦大小的銀色方盒，可以實時監(jiān)測流體跨膜過程中的壓強變化並開展性能分析，同時實現(xiàn)觸屏操作、遠程監(jiān)控、雲(yún)端輸出與分析等功能，能明顯提高實驗效率。

　　挑戰(zhàn)不止於此。“交叉學科研究帶來了最大的驚喜，也帶來了最大的難題?！焙钚窠榻B，一開始，也有一些人覺得他的想法不切實際，甚至無法實現(xiàn)，意義不大，“我的研究和不少學科領(lǐng)域都存在交叉，但在這些現(xiàn)有領(lǐng)域中又很難找到歸屬?！?/p>

　　經(jīng)歷短暫的迷茫后，侯旭調(diào)整好心態(tài)，決定讓事實和時間說話。“跟著別人的腳步走，不如自己引領(lǐng)一條新路。做科研要學會坐冷板凳，隻要是自己熱愛並認為正確的事，那就堅持走下去?！?/p>

　　幾年過去，侯旭的團隊發(fā)展到30多人，“液體門控”也逐漸發(fā)展成形，奇思妙想成為現(xiàn)實。

　　目前，侯旭團隊已發(fā)展了多種響應性液體門控系統(tǒng)，並推動液體門控技術(shù)中新概念膜材料在環(huán)境工程、化工多相分離、物質(zhì)檢測、智慧農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學工程等方面的應用。

　　服務社會，做有價值的科研

　　科研之路沒有終點。侯旭的課題組吸納了來自生物、醫(yī)學、物理、機械、儀器、化學化工、人工智能等多專業(yè)的學生，團隊在交流與合作中不斷接觸和學習新知識。

　　如何設計和制備“液體門控”體系中更可控、更穩(wěn)定、響應性更強的液基材料？如何突破液基材料體系的制備理論和技術(shù)？“還有很多問題需要繼續(xù)努力探索?！焙钚裾f。

　　“我們對這項研究的發(fā)展非常有信心?！碧峒耙后w門控技術(shù)未來的應用前景，侯旭打開了話匣，“液體門控技術(shù)不僅能在污水處理、空氣淨化等大規(guī)模過濾和分離過程中發(fā)揮重要作用，還將在能量轉(zhuǎn)換與存儲、物質(zhì)檢測、界面?zhèn)鬏?、便攜式可穿戴設備等前沿應用領(lǐng)域帶來驚喜?！边@段時間，侯旭在探索新技術(shù)的產(chǎn)學研合作，“希望能加速實現(xiàn)前沿科學技術(shù)的成果落地，盡快服務社會?！?/p>

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