【我为什么回国】之四“做自己想做的科研”——访能动学院博士生导师、德国洪堡学者刘冬

    今年是刘冬来到南理工的第四个年头,四年里他获得了江苏省杰出青年基金,入选了江苏省“双创计划”—双创人才,江苏省“333工程”中青年学术技术带头人,江苏省“六大人才高峰”高层次人才;主持国家自然科学基金面上和青年项目等多个项目的研究工作。



在此之前,刘冬20052010年毕业于浙江大学,分获热能与动力工程专业工学学士学位和工程热物理专业工学博士学位,师从我国著名能源环境专家、长江学者、浙江大学副校长严建华教授。20102013年先后在法国国家科研中心和德国比勒费尔德大学从事先进燃烧诊断研究,德国合作导师为国际燃烧学顶级专家、前国际燃烧学会主席、德国科学院院士Katharina Kohse-Höinghaus教授。2015年为美国普林斯顿大学访问学者,合作导师为国际燃烧学顶级专家、美国普林斯顿大学可持续能源专科主任Yiguang Ju教授。主要从事先进燃烧诊断理论与技术、新型生物替代燃料燃烧化学、颗粒物碳黑生成特性与控制、新型燃烧理论与技术、燃烧污染物控制等方面的研究。

是什么让他在国外优渥的生活环境和优越的科研条件下选择了回国,来到南理工后的他的科研之路又发生了怎样的转变?

留学生涯塑科研气场

早在读博期间刘冬就有了出国深造的计划并做了相应准备工作,凭借优秀的科研成果和浙大最高奖学金即最高学生荣誉“竺可桢奖”的认可,他拿到了法国国家科研中心、法国巴黎中央理工、英国肯特大学、美国密歇根大学等多家高校和科研机构的offer,同时还申请了享誉国际的德国洪堡学者基金项目。最终2010年他选择先到法国国家科研中心里昂热科学研究所从事博士后工作。

“星期五下午五点以后到周日就不要因工作事宜联系我了,也不要来实验室,如果必须要来请向学校申请特殊的门卡。”法国导师开篇的一番话令刘冬意识到自己真的来到了一片新大陆。“一个宽带办了三个月,实验室早早关门”,这种慢节奏和法国特有的美学风情充盈在生活的细枝末节里,博士阶段“一年发8SCI论文”的刘冬觉得自己“仿佛瞬间闲了下来”。“老板只比我大三岁,他每天七点到达研究所一直工作到下午四点,中间喝两次咖啡,然后就要回去带孩子了”刘冬回忆到,“他每年就发一篇论文,但你看他的投稿记录,全部是顶级期刊,从没有被拒稿。”那时他一个人在法国,晚上便在家中把一个个专业问题拎出来好好思考,也总结之前的工作,渐渐地刘冬习惯了这种相对压力较小的科研环境。“不敢说和法国人一样把科研当艺术搞,但那段时间有了很多安静思考的空间,所做的工作确实很‘精致’”,3个月里他投中了两篇顶级杂志的论文。拿着比老板还略高的薪资,规律的假期可以和随后来法的妻子一起周游欧洲,有条不紊地推进科研研究,在法国的一年,“我真正静下心来,深入思考学术问题,明白了学术中淡定和细致的重要”。

但刘冬并没有沉醉在优渥安静的旅法生活里,20113月,他心念多时的德国洪堡研究基金会给他发来了信函。“打开邮件后立马去找是‘pleased’还是‘sorry’,心情十分激动!”在三个不同国家的三个院士的推荐下,结合自身的科研成果和出色的研究方案,虽然竞争异常激烈,刘冬还是得到了基金会的青睐。于是他开始着手联系德国比勒费尔德大学的合作导师,陈述科研计划。导师给回信中一句“她只关心推动人类进步的基础研究”让他如梦初醒。之前刘冬主要针对国内燃煤电站锅炉的安全经济运行,研究炉膛内火焰三维实时温度场的重建,总体来说偏重于工程化。“但国外的科研思路是把一个基础理论研究清楚再自然而然地运用到实践生产中”。刘冬在德国的合作导师Katharina Kohse-Höinghaus教授是一位60多岁的“老太太”。德国人的行事风格是井井有条、注重安排,“而她对学生是异常严格又异常关心”。“在一次和他人的合作论文中,对方弄错了一个论文参考文献的标号我没发现,这个平常从早上7点连续工作到晚上10点的女士为此跟我谈了半个小时!” 刘冬回忆到,“平常给她发邮件一小时内一定回复,在临别前选择学校和是否回国时,她和我在桌前长谈,并没有直接给我建议,而是把每个可能选择的优劣分析给我看。”

在刘冬看来,在德国求学的两年,是影响他学术生涯最重要的阶段,使他彻底从一个普通研究者真正脱胎换骨为了一个自主科研人员,通过各类重要项目的申请撰写,使他时刻把握国际先进燃烧领域的动向,也培养了自己在团队中的领袖能力。

广阔前景促回国决心

卓越的学术水平和务实的工作风格使得刘冬在快结束两年洪堡基金项目时收到了不少外国机构和高校的工作邀约。提及回国原因,刘冬坦言是“想做自己想做的事,国内发展空间更大”。国外的薪酬、生态环境、孩子教育虽然都比国内要好,但从事科研工作从项目成员到组建自己的团队会有一个较长的周期。“我不知道再过十年,当我才开始有自己的课题组时是否已被生活的大小事折腾地不再热忱,或者习惯了舒适区而面对不了挑战。刘冬表示在国际经济形势一般的大背景下,科研人员在中国的机遇更多,发展空间将会比国外更大,将清洁燃烧领域的国际前沿课题和思想带回国内,无疑也顺应了中国经济发展的技术需求。

而选择南理工作为自己科研生涯的又一个开始,除了综合考虑地域、科研实力、学科方向等各方面因素外,还穿插了两个刘冬的个人原因。一是作为家里的独子,他十分想回到故乡江苏;二是“当时我联系的李强副院长给我回信很快,从开始沟通就谈到了学科建设,非常热情和真诚,让我很感动”。

刘冬表示现在看来自己选择非常正确,南理工给予了他充分发挥的平台,在这里他能够做自己感兴趣的课题,“李强老师为了我个人的快速成长,直接把清洁燃烧学科方向交由我牵头,重视程度很高,当年的学科建设经费也几乎全部划给我。”他觉得南理工给人的总体感觉是务实,老师们水平很高却深藏不露,在这里他很幸运地找到了学术上的新榜样,跟他们一起探讨科研是令人激动和愉快的。“宣益民院士的办公室就在对面,每天晚上他坚持会来工作,李强院长同样也是,他们这种科研精神对我产生了潜移默化的影响。”刘冬说到,“我夫人会问我第二个宝宝刚出生,你怎么还大晚上跑办公室,我想说榜样的力量是无穷的啊!”

现在的刘冬是“先进燃烧与污染控制”研究中心负责人和“清洁燃烧机理与控制”学科方向负责人。他近期的研究进展包括通过诊断燃烧颗粒物的特性和相关燃烧化学反应路径,从而形成新的颗粒物控制理论和技术,并运用于雾霾治理;也包括研究可替代传统汽油燃料的高能密度的新型生物液体燃料等。“是在做我想做的有意义的研究”。

朝气团队筑创新之梦

虽然有了学院领导的充分信任和教研室资金支持,但组建团队的初期还是得靠刘冬一个人挑起大梁。“我用了一年半的时间去拧紧实验室的每一个螺丝”,这才慢慢有了较为完善的综合实验和测试研究平台,基本涵盖气、液、固燃料的燃烧、新型燃烧技术、污染物生成与控制等。他带领的先进燃烧团队目前已有约25人的规模,并和德国比勒费尔德大学、美国普林斯顿大学、清华大学、北京大学、中科院工程热物理所、华中科技大学煤燃烧国家重点实验室、浙江大学能源清洁利用国家重点实验室等多家国内外高校科研机构的课题组展开了深入和长久的合作联系。

刘冬认为,青年教授应该有自己独立的方向和思想,有自己的研究特色和水平,不盲目跟风,而是紧密把握国际最前沿的领域,从基础和学科交叉中寻找创新点。“再就是我经常跟我学生说的那句话——做自己感兴趣的想做的科研,这样你才有不竭的动力,而不是让眼前的利益去驱动你。”刘冬表示自己对学生要求比较严格,“基本上按德国那套来”,要有计划和目标,科研要追求细节和严谨。在他的严格要求下,课题组博士生、硕士生发表了多篇国际顶级期刊论文,并获得了一系列奖励和荣誉,如校长奖章、国家奖学金等。“我会在学生入学时就问他们对自己未来的定位,是去企业的还是去大学等,再结合他对本学科感兴趣的领域去规划研究生或博士生的几年生活。”刘冬同时也有很多本科生的教学任务,他表示书本知识往往是十年前的内容,他希望本科生在打好基础的同时也不要拘泥于课本。“我在教学中会穿插最新的科研成果和我的科研体会,有些资料我是专门翻译的英文文献,给大三大四的学生看,对于明确自己的未来方向是帮助的”。

他的一位学生——研究生一年级的朱洁说:“和刘老师相处很轻松,一般他会给你充足的时间,不会一直催你实验结果,平常的压力较小,还会鼓励你提出自己的想法跟他交流,十分尊重你的兴趣选择。但他有自己的原则,做的不好或者不注意细节都会被‘约谈’。有一次他想看我做实验,结果发现我做的过程很不规范,器材也没有摆放好,在团队的群里点名批评了我,而且当天就写了一份实验室的新规范守则,大到严重错误的惩罚措施,小到签到安排和物品责任制。我觉得他做科研真的非常认真严谨,对我影响很大。”

经过三四年的发展,目前他的团队开始成为国内具有一定知名度的燃烧与污染控制方面的专业研究队伍。在201610月举办的中国工程热物理学会燃烧学学术年会上(国内燃烧学最高级别会议),在来自中国、美国、德国、韩国、加拿大等国家117个高校、科研机构、企业集团中,南京理工大学研究论文量排名并列第10位,而他的研究团队贡献三分之二,并获得会议专题邀请报告1项。今年他又刚获得了第三届全国青年燃烧学会议的大会邀请报告。“先定一个小目标,我们希望在中短期内让我们团队能够达到国内一流,国际知名的水平,提高我们南理工工程热物理学科的影响力。”至于大目标刘冬并没有透露,“那是把自己想做的科研做到极致后水到渠成的事。”