新时代 新征程 新伟业丨小纳米是他的大世界——“自立自强科技人”系列报道③

郑直教授（左二）正在指导本科生做实验。受访者供图

　　对话青年人

　　许昌学院化工与材料学院2020级学生张涵博：

　　作为一名工科生，我对科研比较感兴趣，请问您觉得在大学本科阶段，应该怎样培养、提升个人科研能力和素养？

　　“中原学者”、许昌学院院长郑直教授：

　　大学生科研能力和科研素养的培养，是高等教育的重要任务之一。对于本科生来说，要培养科研兴趣，特别是对未知领域研究的兴趣，要保持好奇心和求知若渴的精神；要善于发现问题，打破思维惯性，保持独立思考；要提高文献检索能力，掌握信息搜索的方法和技巧；还要多参加实践，通过深度参与做实验、分析数据、梳理数据、汇总结果、得出结论这一专业的科研训练过程，同学们的开放性创新思维和综合创新能力定会逐步提升。作为新时代大学生，希望你们努力学习老一辈科学家笃行不怠的攻坚精神，为创新型国家的发展与建设奉献青春力量。　（本报记者史晓琪整理）

　　□本报记者 史晓琪

　　2005年，郑直从香港中文大学完成学业，在香港、上海和许昌三个城市之间，选择来到许昌学院工作。

　　为何做出这样一个“不合常理”的选择？“河南对科技的重视太让人感动，我想用所学报效家乡。”4月17日，郑直教授感慨，“来到许昌学院后，学校投入上千万元组建表面微纳米材料研究所，为我和团队搭建起科研平台，这也是许昌学院第一个研究院所。”

　　从此，瞄准地方经济社会发展、产业升级迭代、创新型人才培养所需，郑直心无旁骛，一头扎进科研世界夜以继日攻难关，深入企业车间细问需求解难题，并积极探索地方本科院校应用型创新人才培养的突破之路。

　　让钧瓷绽放更迷人的光彩

　　18年过去，许昌学院表面微纳米材料研究所已“长成”为河南省微纳米能量储存与转换材料重点实验室，许昌学院已构建起“产学研教创一体化”应用型创新人才培养体系，郑直也从心怀梦想的热血青年成长为“中原学者”，科研上的主要贡献集中在纳米表界面的精准调控，在纳米钧釉材料、薄膜太阳能电池、超硬材料等领域收获了一项项科研硕果。

　　在郑直心里，科研的价值在于造福于民，社会需求就是他的科研方向。

　　“入窑一色，出窑万彩；钧瓷无对，窑变无双。”神秘莫测的钧瓷是国家的文化名片。然而，在同一平面中，钧瓷或表现为开片之美，或色泽丰富，或图案天成，想使这些特点同时出现在一个平面，一直是个难题。

　　郑直带领团队，将纳米材料与传统釉料相结合，研究出具有独特艺术效果的陶瓷釉——结晶釉，并创新性地在釉料中引入微量纳米呈色元素化合物，改性传统钧瓷釉料，从而烧制出质感更好，成品率更高，呈色效果、重复效果更好的钧瓷产品。

　　“钧瓷的烧制温度一般在1300摄氏度，纳米技术可使它的烧制温度降到1260摄氏度，更节能更环保。”郑直说。

　　如今，郑直团队和河南大宋官窑股份有限公司、孔家钧窑等钧瓷名企都有合作，不仅为企业带来良好的经济效益，也为传统文化传承与科技创新的融合提供了新思路。

　　“得有人去坐这个冷板凳”

　　除了应用研究，郑直在基础研究领域的深耕也在同步进行。“‘勇闯无人区’很难，但一定得有人去坐这个冷板凳，因为只有多出颠覆性的创新成果，才能加快实现高水平科技自立自强。”郑直经常这样说。

　　硅太阳能电池用途广泛，但是硅的生产过程会造成很多污染。十几年来，郑直团队一直在研发新材料，希望它能替代硅，做出新型薄膜太阳能电池。他和团队成员创新性地利用金属表面单质反应，设计制备了30多种二元和多元无机硫族化合物、卤族化合物半导体光电材料，低成本解决了纳米结构精准调控的难题，揭示了纳米表界面调控、载流子分离传输与光电效率增强的作用机制，相关成果获得河南省科学技术进步奖一等奖。

　　近期，他们和国家纳米科学中心合作，在新型薄膜太阳能电池材料研究领域取得重要进展，实现了新型铜银铋碘薄膜光伏材料领域最高的光电转换效率，这项成果为开发下一代高效、稳定、环保的光伏材料提供了一条切实可行的路径。

　　“我们竭尽所能把新型薄膜太阳能电池研究往前推进，哪怕是能让后来者踩在自己的肩膀上走得更快一点更远一点，也是一件非常幸福非常值得的事情。”郑直说。

　　助力我省超硬材料产业强者更强，也是郑直团队的心愿。在河南黄河旋风股份有限公司建立“中原学者”工作站后，他们与郑州大学、东北师范大学合作，找到了低成本制备低密度高热导率的金刚石/铜复合材料的方法，应用后可大大延长电子产品的使用寿命，有望成为金刚石产业发展新的增长极。

　　为本科生插上创新的翅膀

　　是勇攀高峰的科研工作者，也是学生成长成才的引路人。国家的发展靠创新，科技的未来在青年，郑直明白“创新”二字在人才培养中的分量。

　　2006年，来到许昌学院的第二年，他就带着团队设置了一门“开放平台实践课”，选拔部分本科生走进实验室，尝试以导师制的形式训练本科生的科研和创新能力。“结果，学生的踊跃程度超出我想象。”郑直欣喜又欣慰。

　　17年过去，坚持教育、科技、人才“三位一体”发展，“开放平台实践课”已从一门课拓展为延伸至毕业设计的课程体系，由原来部分学生参与变为全员参与，郑直倡导的“开放·实践·创新”的本科生创新教育理念，让课堂不再局限于教室，实验室、工厂、校企协同创新平台都成了教学主场地，理论课也搬到了实验室，教师科研活动与教学、学生创新实践活动融为一体，打破传统课堂教学的时空壁垒，为学生打开了一扇接触科技创新新思想、新方法的大门。学校几乎每一个创新成果的背后，都有本科生的身影。

　　“仅最近5年，学校理工科学生就参与发表科技论文200多篇，获得授权国家发明专利近200件，获得省级以上学科竞赛奖励2000多人次。”说起学生的成绩，郑直比自己得奖还要高兴。

　　这是学生的幸运，也是教育的幸运。