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中科院院士、“彩虹科學家”任詠華:做學問道德最重要 全力以赴就是成功

由 新浪財經 發表于 娛樂2023-01-20

簡介任詠華:我現在做的分子功能材料,主要跟光學有關,我做一些分子出來,可以吸收太陽能,希望把它轉化為其他有用的東西

各和佳念什麼

原標題:“港”創科25人⑥|獨家專訪中科院院士、“彩虹科學家”任詠華:做學問道德最重要 全力以赴就是成功

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21世紀經濟報道記者 朱麗娜 見習記者 尹琛 香港報道

2011年3月3日晚,巴黎,有著“女性諾貝爾獎”之稱的“世界傑出女科學家成就獎”頒獎儀式上,四十七歲的任詠華和另外4位女科學家獲獎。這是繼中國科學院物理研究所研究員李方華、香港科技大學生物化學系教授葉玉如之後,第三次有中國女科學家獲此殊榮。

2011年是國際化學年,也是居里夫人獲得諾貝爾化學獎100週年,獎項的評選主題為“婦女與化學”——這或許是介紹任詠華最貼切的關鍵詞。

上世紀90年代至今,任詠華一直致力於發光材料及太陽能創新技術的研究。以較為普及的金(III)取代貴金屬銥,合成多種分子功能材料,並將其運用於有機太陽能電池、有機發光二極體(OLED)顯示屏等固態照明中。正是為表彰她在發光材料和捕捉太陽能的創新技術方面的工作,聯合國教科文組織頒予她前述殊榮。

值得一提的是,早在2001年,年僅38歲的任詠華就獲選為中國科學院院士,亦是當時中國最年輕的院士,是中國女科學家中的一顆新星。

2022年10月,在香港大學的校園裡,任詠華梳著與十餘年前相似的利落短髮迎面走來,步伐很快,風風火火。被外界譽為“彩虹科學家”的她接受21世紀經濟報道專訪時,談及數十年從事化學科研的樂趣仍不時露出孩子般的笑容,“你好像一個藝術家一樣,發揮創意,創造出世界上本不存在的分子。”

“發光”研究 奠定OLED照明基礎

任詠華從小就對自然充滿好奇,中學時就讀於香港歷史最為悠久的拔萃女書院。“學霸”出身的她,曾在中學會考後收到醫學院的錄取通知。在香港,無論是薪資還是社會地位,醫生這類職業都頗受高材生的青睞,但任詠華卻選擇了相對冷門的化學。

“因為我害怕解剖”,任詠華笑言,“但我很喜歡理科,它需要你客觀看待、分析事物,需要你有獨立的思維,所有東西都是evidence-based(基於證據)”。

1985年,從香港大學化學系以一等榮譽畢業後,成績優異的任詠華在港大繼續攻讀博士。隨後的幾年裡,她開始著手研究有機金屬發光體,並製備出耐用的冷發光有機金屬等,為有機發光二極體(OLED)的發展奠定了基礎。

彼時的固態照明領域,多采用傳統鎢絲燈,其原理是將電能轉化為光能。與此同時,一部分電能亦將轉化為熱能,而被白白浪費,但塗上分子功能材料的白OLED燈管則可提升電能轉化為光能的效率。與一般鎢絲燈相比,相同電量下,白OLED等比鎢絲燈更為明亮;而相同亮度下,前者維持的時間則更長。

任詠華解釋,發光功能材料在光照下,分子狀態由基態變為激發態;處於激發態的分子便可發光、進行電荷轉移等。“激發態的分子可以開發很多新的化學反應,發展空間很大。”

事實上,這類發光材料的研究亦對緩解全球能源短缺問題提供了嶄新的思路。以照明領域為例,早在十年前,氣候組織就已呼籲各國加快走向低碳照明。當時的統計顯示,全球約19%的電力都用於照明,而全球6%的溫室氣體排放也來自於照明。因此,提升照明效率變得至關重要。而對比傳統鎢絲燈,OLED在固態照明上則有發光效率高、耗電量低等優勢。

目前,有機電致發光二極體主要使用金屬銥的化學配合物作發光原料,佔據90%以上的有機磷光發光材料市場,被廣泛應用於手機等電子產品。但事實上,銥是地球上非常稀有的元素,在地殼中的含量只有千萬分之一,其價格也居高不下。“我們希望開發一些地球含量豐富的元素,並透過研發致其發光。”任詠華表示。

2019年,任詠華帶領的研究組在《自然光子學》(Nature Photonics)發表了新型金(III)(金三價)發光材料及其OLED應用的相關研究。具體應用層面,任詠華以手機、電視顯示屏舉例指出,若在生產時可運用新的發光材料,這類電子產品的價格也有下調空間。

潛心科研 助香港培育創科人才

中科院院士、發展中國家(第三世界)科學院院士、美國科學院外籍院士……任詠華獲得的榮譽不勝列舉,但她卻很少主動提及這些榮譽、獎項;相反,說到實驗本身時,她顯得更為健談,十分爽朗。

任詠華不止一次提到化學研究中的“樂趣”,她認為,幾十年的科研生涯中,最大的樂趣恰恰是實驗結果與預期不一致。“如果所有東西都按照你的預期發生,那就沒什麼可興奮的了”,任詠華笑言,一些意料之外,可以引發更多聯想,經此積累才更易發現新的突破。另一方面,相比於追求和預期一致的結果,她更希望學生可以忠於實驗結果,堅持追求真理的精神,“做學問,道德是最重要的”。

事實上,除了“科學家”之外,任詠華的另一個身份是“導師”,希望為香港培養更多的創科人才。除了擔任本科到博士生的專業導師外,她還是香港科技創新教育聯盟的會長。

今年9月,香港科技創新教育聯盟舉行2022科創大講堂啟動儀式。香港特區行政長官李家超出席現場時表示,希望各界與政府攜手合力推動科學和創科教育,培育人才等。

人才是創科發展不可或缺的要素,近年來,香港特區政府大力推動科創人才培養。自2015年的特區行政長官《施政報告》起,STEM(科學、科技、工程和數學的統稱)開始成為香港特區政府教育重點推動的專案;2016年,政府又設立了4間“STEM專業發展學校”,以作示範用途。

然而,無論是學校學生在STEM方面的國際排名,或是社會氛圍,都顯示香港創科教育的發展仍有不足。如2020年公佈的“國際數學與科學趨勢研究(TIMSS)2019”中的科學方面,香港小四及中二學生的排名分別由上一屆的第五、第六,下跌至第十五及第十七位。

而今年的科創大講堂,則設立為期3年的香港學校“科學教育榮譽講師”,邀請了包括任詠華在內的24名中科院院士,為24所香港學校提供一對一的科創教育指導建議。在任詠華看來,在當下的“資訊大爆炸”時代,更應加強科普,讓學生乃至大眾瞭解到科學的重要性。

為科研注入“強心劑”

國家“十四五”規劃綱要明確提出,支援香港建設成為國際創科中心,這在任詠華看來,無疑是為香港的科研從業者們打了一針“強心劑”。今年10月,香港特區行政長官李家超亦在上任後的首份《施政報告》中以較大篇幅提及發展創新科技的重要性,並提出投資100億港元設立“產學研1+計劃”在內的多項具體措施。

在創科領域,香港一直以基礎科研著稱。任詠華則強調,應繼續夯實基礎研究,“不能放棄我們的強項,因為只有原創性的科研成果,才能申請自主智慧財產權,並進一步形成IP,進行商業轉化”。

2017年,時任香港特區行政長官林鄭月娥在《施政報告》中指出,未來5年內,香港本地研發總開支相對本地生產總值(GDP)的比例,將由當時的0。73%提升至1。5%。截至2020年,這一比例僅為0。99%。現任創新科技及工業局局長孫東早前亦表示,希望5年任期內,本地研發開支佔GDP的比重不低於1。5%。

與此同時,任詠華認為,與產業中下游的溝通合作、整個創科生態圈的建設也相當重要,“我們(做基礎科研)也不能閉門造車,創科生態圈如同食物鏈,環環相扣,只有官產學研相結合,才能將這個生態圈發展得更好”。

據瞭解,早在2017年,香港大學就與TCL集團合作成立“香港大學-TCL新型印刷OLED材料與技術聯合實驗室”,合作推動轉化研究,包括重點發展高效能及可應用於可溶性有機電致發光器件的含金髮光材料等。任詠華則擔任聯合實驗室的主任及首席科學家。

數十年如一日孜孜不倦,現任香港大學化學系講授、理學院院長(暫任)的任詠華,一週依然有六天“沉浸”在學校實驗室或辦公室,週日則將工作帶回家做。“我目前最大的願望就是再多培養一些年輕人、研發更多地球含量豐富的元素材料,解決發光難題。”任詠華說道。

以下為21世紀經濟報道與任詠華的對話實錄。

堅持追夢

21世紀:我們知道你在學生時代就是一位學霸,而且對理科的興趣特別濃厚,後來是怎麼走上科研的道路?

任詠華:我本科時候有機會去實驗室幫忙做科研,我很幸運可以去一個老師的實驗室看看,覺得科研很有趣。科研是你有很多事情不知道,可以慢慢探索,就是去求真理,我蠻喜歡的。

21世紀:做了幾十年科研,你覺得其中最大的樂趣是什麼?

任詠華:最大的樂趣是前面你想的事情不一定會預期發生,我們也很希望實驗有好結果或者是我們預期的結果,很多學生覺得看不到想看的東西很沮喪,覺得是失敗,我不這樣看,很多時候發生了和預期不同的事情,就會令你多想一想怎麼回事,可能有更大的發現,如果跟預期發生一樣,就沒有什麼興奮,意料之外的事情才引我們想到更多東西,找到一些新的現象。

21世紀:你在挑選學生的時候,或者你覺得優秀的科學家要具備什麼特質?

任詠華:我希望學生能忠於他們的實驗結果,做學問的道德是最重要的,要誠實。你希望結果是什麼樣的時候,你做實驗已經有偏見和預設,你不應該是預測你的結果,你應該是中立的想法,忠於這個實驗,去想為什麼這樣,去解決這個問題,專心做好你的學問。失敗是成功之母,最重要的是不容易放棄,做科研要去追求真理。如果你可以專心堅持追求你的夢想,做好你的學問,做好你的科研,在我眼中就是成功。

“全力以赴”就是成功

21世紀:除了是一名世界知名的女科學家,你也是一位母親、妻子,你如何定義成功的女性?

任詠華:成功與否都是別人的評價。我覺得專注於你做的事情,堅持去做,我做什麼事都全力以赴,結果如何是另外一回事,但你至少要全力去做這個事情,把它做到最好,如果你沒有全力以赴,我覺得你沒有盡好你的責任,當然也要追求卓越。另外做事情不應該斤斤計較,團隊合作的時候,很多時候覺得有不出力的人,但其實沒有說誰多做誰少做,多做的時候可能你沒有吃虧,因為你學更多的東西,面對多一些不同的難題,你做這個訓練也更好,很難說誰吃虧。

21世紀:2001年你38歲就當選了中國科學院院士,2011年獲得世界女科學家成就獎,你如何看待這些獎項和榮譽?

任詠華:我很榮幸當時可以當選為中科院院士,當時我很年輕,很高興也很幸運,尤其是得到國家的認同,對我來說是很深刻的事情,但我做科研不是為了追求獎項,拿到獎是很好的激勵,也是一個“強心針”,給你更多鼓勵去追求夢想。希望多做一些好的科研造福人類,女科學家獎項也很特別很深刻,做科研的女性不是那麼多,希望用更多女性做科研的故事,鼓勵我們的年輕一代,希望多一些女性參與進來。

21世紀:你是香港土生土長培養出來的科學家,在香港讀了小學、中學、大學,你如何看待香港的教育體系培養本地的創科人才?

任詠華:我是念理科的,我覺得香港理科的教學很好。現在的學生更幸運,中學生也做更多的專案,做一些簡單的科研,他們可以大開眼界,接觸到的層面更廣,有很多交流團。

但我教學不喜歡描述性的東西,我很重視概念和原理,要有很清晰的思維最重要。因為你的基礎很紮實,將來很多東西都是在自學,終身自學。我跟學生說現在教你們的東西很多我也沒學過,每天都有新的東西出來,大學本科四年再念博士四年,你不可能學會所有的東西,但你基礎打得好,很多新東西就能看明白也可以自學。我每天都在學新東西,如果你停在這裡,別人前進你就是在退步。你學了也要舉一反三,應用到新東西上,盡力吸收新事物。

基礎研究是科創的源頭

21世紀:一直以來,香港年輕人在選擇他們的職業,整個社會的氛圍都是相對比較功利,比較偏現實一點,你覺得對於我們搞科創,或者是整個香港要打造國際創科中心,應該如何來改變這樣的氛圍?

任詠華:我覺得科普很重要,學生多瞭解科學的重要性,現在是科學時代,知識膨脹,資訊大爆炸。讓學生了解多一點,享受到科研的成果。

現在國家對我們的期望是香港成為國際創新中心、科創中心,這是對我們做科研的人很大的鼓舞。特區政府也投放很多資源,我希望年輕人能感受到,可以多一些上游的機會。很多時候(大家)專注於中游跟下游,而其實基礎科研最重要,沒有基礎科研基本沒有新發現,沒有原創性的結果,有原創性成果才可以申請自主智慧財產權,才有自己的IP,才可以做轉換,基礎研究是科創的源頭。

香港科研原創性做得很好,是我們的強項,我們要堅持下去,中游下游也要做,把它們連線起來,科教興國,青年興,香港興。最近幾年香港的科學家也拿到很多大獎,說明香港是可以做原創性、世界級的科研,得到世界的認同。

21世紀:你研發的發光材料,對於我們解決現在全世界都在討論的能源短缺問題和全球氣候變化危機,有怎樣的幫助和影響?

任詠華:我現在做的分子功能材料,主要跟光學有關,我做一些分子出來,可以吸收太陽能,希望把它轉化為其他有用的東西。很多化學反應都是用熱能,但是如果我們用光學,把光照到這個分子,把分子從基態激發到激發態,之後它就有能量去做不同的東西,比如光合作用,太陽能電池也是這樣。

另外激發態也可以發光,如果發到紅綠藍三個原色,基本上就是全色的顯示屏,三個原色加起來就是白光也可以做固態照明,所以這跟能源有關。我們現在做固態照明,一般全世界19%到20%的能源都是用來做照明,鎢絲燈泡轉化的效率很差,但如果做OLED轉化的效率就會提高,它大部分能量都轉化到光能,所以也比較節能,這是另外一個方法降低我們對能源的需求。現在化學反應很多都是用熱能來造,都是基態,如果我們現在可以用光能做激發態,開發很多新的化學反應,發展空間會很大。

(實習生丁寧 對此文亦有貢獻)

策劃:於曉娜

記者:朱麗娜、見習記者 尹琛

編輯:李豔霞、和佳

監製:朱麗娜

設計:白宇航、黃丹虹

審校:強燕、陳晶晶

影片剪輯:實習生牟容葶、實習生張涵

新媒體統籌:丁青雲 梁俊斌 曾靜嬌

海外運營監製: 黃燕淑

海外運營編輯: 張然 唐雙豔 吳婉婕

海外商務合作: 黃子豪

出品:南方財經全媒體集團

(作者:朱麗娜,見習記者尹琛 編輯:和佳)

Tags:任詠華科研發光香港創科