——记北京理工大学博士生导师陈卓
　　
本刊记者  谢更好

　　
　　
　　近年来，我国经济和社会在快速发展的同时，也带来了诸多不可避免的问题，其中能源浪费和短缺现象日益严重。传统化石能源的储量日渐减少，以及带来的环境污染问题，也迫使人们把眼光投向新的可再生清洁能源的寻找上。目前，以能源为导向的纳米材料正日益受到国际学术界的关注。其中，利用半导体纳米材料太阳能光解水制氢就是一种极具前景的获取绿色、可再生能源的方式。
　　俗话说，巧妇难为无米之炊。在新能源的开发中，材料的制备显得尤为重要。它不单是能量转化的载体，更是能量储存的载体。而来自北京理工大学的陈卓，其主要从事的研究就是以能源为导向的低维半导体材料可控制备及性能研究，致力于通过化学方法精确调控合成各种金属、金属氧化物、半导体纳米结构，系统研究并揭示其构效关系，并进一步设计、制备出绿色高效能源转化与储存的纳米材料。在多年坚持不懈的研究中，他和团队攻关克难，在研究领域取得了诸多可喜成绩。
　　
从化学“转行”到物理
　　
　　2004年，陈卓在昆明理工大学完成了他的硕士学业，此时，他的专业是有色金属。而他喜欢上做研究是在一次偶然的激发下。“大学做毕业设计时，发现自己很喜欢埋头钻研，这正是我很喜欢的一种生活状态，有自由发挥的空间，自己去思考问题去解决问题。”陈卓说道。也正是因为如此热爱，在硕士期间陈卓所做的研究工作，就得到了老师的高度认可，还曾一再挽留他继续在专业领域攻读博士。但这时的陈卓，却大胆地选择了“转行”。
　　就在硕士学习阶段，一次，陈卓看到媒体正报道白春礼院士的演讲，他被深深吸引并深受启发。陈卓直言：“当时就希望博士能够改行去研究这个领域。”原来，陈卓的研究兴趣是半导体纳米材料领域而并非有色金属。
　　化学和物理，本身也是不分家的，很多基础的学科知识也都是相通的，而攻读硕士期间，导师的严谨要求也为陈卓的未来研究打下了坚实基础。一次，导师让他推导热力学模型，陈卓推导了很多，导师也很满意，但让他没想到的是导师执意让他再手抄一遍。“当时非常不理解，还因此跟老师吵了一架。”陈卓有点儿惭愧地笑着说道，“那个时候，我们的读书笔记有很多本，因为导师要求每一本书看完都要做读书笔记。”而正是这些训练，让陈卓终身受益。
　　2004年，陈卓考取了北京理工大学攻读博士，开启了他全新的研究方向。
　　据陈卓介绍，他的研究工作具体包括3个方面：一是光能—化学能转化（绿色催化）：光催化、光电催化等；二是光能—电能转化：纳米结构太阳能电池、光电探测器等；三是电能—化学能转化：新型储能电池等。
　　通过多年不懈的研究，目前陈卓和团队的科研项目取得了良好进展，并创下了诸多优异成果：
　　针对氮化物量子点制备难题，陈卓和团队提出全新的SiO2限域下气液联合法成功制备出单分散、形貌、尺寸均匀的氮化物量子点，并展现了良好的室温红外荧光，取得突破性进展，该结果已发表于J.Am.Chem.Soc.。在此基础上，他们进一步发展出通过精确地控制SiO2的厚度调控氮空位的浓度进而实现对氮化物量子点相结构进行调控的新方法，并通过实验与第一性原理分析揭示了氮空位诱导氮化物量子点相变的微观机制。此外，基于氮化物纳米结构的光催化分解水也取得了可喜的进展。
　　最近针对二维原子晶体，陈卓和团队创新性地提出离子交换法，成功实现了对这类材料的原子及电子结构进行精确调控。进一步基于二维原子晶体的新型光电器件正在研究进行中，其中通过合金化掺杂不仅实现了该类半导体材料能带的调控，同时获得了高效的光电响应，有望在未来光电器件中应用。
　　通过对TiO2等宽禁带半导体进行掺杂及复合，陈卓和团队有效拓宽了其吸收光谱，显著地提高了其光电及光催化效率，相关结果已发表在J.Mater. Chem.A及J.Phys.Chem.C上。目前在此基础上，他们进一步通过制备高度取向的半导体纳米线阵列促进载流子的有效输运与分离，通过与高效催化剂的复合提升其催化效率，均取得了显著的提升。通过进一步系统地揭示其构效关系，陈卓和团队将有望设计、制备出绿色高效能源转化的纳米材料。
　　在新型储能电池方面，陈卓和团队通过高分子嵌段共聚物诱导锂离子正负极材料有序纳米结构生长，显著提高材料的比表面、极大的缩短了锂离子的扩散距离，不仅提升了锂电池容量同时改善了其稳定性。相关结果发表在Electrochimica Acta，Nanotechnology等期刊上，其中硅空心球并被选为封面文章进行报道。
　　
“兴趣是最好的导师”
　　
　　目前，陈卓正在主持“能源导向的氮化物纳米复合结构构筑及其构效关系研究”国家自然科学基金面上项目1项。其主持的国家自然科学基金青年基金项目已结题，并获校优秀青年资助计划、扩展计划及持续资助计划资助，同时已申请专利10余项，目前获批3项。
　　能源短缺与环境污染问题日益严重的现实情境下，利用半导体纳米晶光解水制氢已成为纳米材料领域的前沿研究热点之一。针对氧化钛等材料吸光有限、效率较低和镉系硫属化合物有毒、稳定性差等问题，陈卓和团队在成功制备出能带可调的高质量Ⅲ族氮化物纳米晶基础上，系统研究复合纳米晶基元、结构与光解水性能之间的影响规律；确定了氮化物复合纳米晶结构与光解水效率的构效关系，为新型复合纳米晶光催化剂的设计、制备与应用提供了理论支撑和实验依据。
　　尽管科研的道路从来都是荆棘满布，但面对科研过程中遇到的困难，陈卓显得很是坦然。他这样说道：“我觉得对困难的认识可以从不同角度去看待，积极地去对待就不是困难。当一个人真正坚定自己所做的东西的时候，即使短时间内得不到认可也没关系，只要抱着坚持不懈的态度，我想始终它都会被认可的。我们唯一能做的就是持续地去坚持对的东西，而且更重要的要保持求知欲。”而在这个过程中，陈卓强调了重要一点：“一个人若是真的对科研感兴趣，真正喜欢自己所做的事，把它当成一种乐趣的时候，便不会觉得枯燥，更不会觉得困难。”
　　正是这种积极乐观的科研态度，陈卓在自己的科研道路上始终以饱满的热情奋斗着，而他的热情同样感染着他的学生们。目前，他已经培养硕士研究生8名（其中5名已毕业），合作指导博士研究生1名，独立指导博士研究生3名。陈卓经常跟学生们讲的一句话，就是“一定要真正的喜欢，去做感兴趣的事情。”
　　在人才培养方面，陈卓始终坚持对学生进行3个方面的重点培养：一是对科研的兴趣，因为兴趣是最好的导师；二是创新性解决问题的能力，因为科研本身就是一条不断创新和突破之路；三是乐观拼搏的精神，因为科研的道路从来都不平坦。
　　作为一名教师，陈卓也有着自己的原则和态度。“第一，首先要要热爱，必须喜欢这个行业；第二，应该传道授业解惑，希望学生们通过一次训练能够了解做科研的一整套完备的方法，我觉得这是最核心的。”
　　谈到规划和打算，陈卓这样表示：“近期就是把基础科研做好，解决真正的问题，多发好文章。下一步希望将来在这些基础之上真正能够把一些技术推广出去。我们是以应用为目标为导向的基础研究，希望我们的研究能够真正能够产生实效，这也是大家做科研的最终目的。”
　　当太阳能电池最初从贝尔实验室出现，经过发展，到现在的商业化和普遍应用，其实历经了漫长的道路。不容置疑，任何研究都是一步步发展起来的，当积累到一定程度的时候，甚至是历经几代人的努力，才能实现突破，造福人类。
　　尽管科研成果的取得不是一日之功，它需要时间的积累，需要坚持不懈的反复和创新，但陈卓更像一个智者去看待这件事：“把自己能把控的东西尽量去做好，做自己感兴趣的，随心、随性、随缘，没必要去攀比。我们需要做的是过好自己的人生，经营好自己的事业，并尽自己最大的努力去做。”
　　
　　
专家简介：
　　陈卓，北京理工大学博士生导师。2004年，毕业于昆明理工大学有色金属专业，获硕士学位；2008年，毕业于北京理工大学应用化学专业，获博士学位；2007年至2009年，于香港理工大学电子工程专业做研究助理；2012年，到加拿大麦吉尔大学做访问学者。主要从事以能源为导向的低维半导体材料可控制备及性能研究。近年来共发表SCI学术论文30余篇，其中顶级期刊一区6篇、二区15篇，受美国科学出版社之邀撰写Ⅲ族氮化物纳米材料综述1篇。同时，兼任中国化学会会员以及Nature communications, J. Am. Chem. Soc., Scientific reports等期刊审稿人。