中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 楊寶光 肖戎川

對(duì)吳琪來說，科研規(guī)劃的最優(yōu)選擇，似乎是在香港畢業(yè)后，留在導(dǎo)師課題組或者去美國(guó)、新加坡繼續(xù)做兩年博士后研究。然而，2014年11月，這個(gè)26歲的山東姑娘作出了一個(gè)令身邊人驚訝的決定：到西藏去，把理論物理的前沿方向帶到高原。

扎根西藏10年，吳琪不僅成為西藏大學(xué)理論物理方向?qū)W科帶頭人，還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)利用計(jì)算優(yōu)勢(shì)加速西藏物理材料基礎(chǔ)研究。

“在西藏做科研如高原花草，成長(zhǎng)得慢但一直前進(jìn)”

從高中時(shí)期起，吳琪就喜歡上了物理，2006年，她考入山東大學(xué)物理學(xué)院學(xué)習(xí)，本科畢業(yè)后前往香港城市大學(xué)，做理論物理領(lǐng)域的激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)研究。

畢業(yè)前，吳琪受西藏大學(xué)邀請(qǐng)到學(xué)校工作。在此之前，吳琪曾去過一次西藏，“可能因?yàn)槟贻p，高原反應(yīng)并不明顯”。她說，能適應(yīng)西藏的環(huán)境，讓她有了到高原工作的底氣。因此，博士畢業(yè)后，吳琪便跟隨愛人一起來到西藏，成為西藏大學(xué)理學(xué)院的特聘教授。

“在西藏，不少研究領(lǐng)域和方向都是空白?！眳晴鞲嬖V中青報(bào)·中青網(wǎng)記者，當(dāng)時(shí)西藏地區(qū)的材料物理、理論計(jì)算物理等科研領(lǐng)域與內(nèi)地經(jīng)濟(jì)和教育發(fā)達(dá)省份相比存在著明顯差距。而她此前所從事的激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)研究，正是依托理論計(jì)算物理進(jìn)行的。

面對(duì)巨大的學(xué)科發(fā)展水平差距，吳琪的科研之路注定不會(huì)一帆風(fēng)順。2015年，剛開始工作時(shí)，吳琪面臨的是既“缺人”，又“缺設(shè)備”的局面。“當(dāng)時(shí)，學(xué)院還沒碩士點(diǎn)，很多事情只能自己干?！彼貞浾f，直到2019年，隨著研究生的加入，吳琪的科研團(tuán)隊(duì)才逐漸形成，科研設(shè)備也在一點(diǎn)點(diǎn)配齊，她領(lǐng)銜的“多尺度材料模擬與應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室”正式成立。

吳琪的到來，不僅為西藏大學(xué)帶來了前沿的物理研究方向，更為學(xué)校與其他高校的交流合作搭建起橋梁。最初，學(xué)院的合作對(duì)象主要以援藏高校為主，后來吳琪的一些同學(xué)也主動(dòng)對(duì)接聯(lián)系過來，學(xué)術(shù)科研交流范圍逐步擴(kuò)大。

“想要提高科研水平，閉門造車可不行?！眳晴鞲嬖V中青報(bào)·中青網(wǎng)記者，“我們的基礎(chǔ)條件與兄弟院校、科研院所相比還有一定差距，想要進(jìn)步就必須加強(qiáng)密切合作?！?/p>

在高原環(huán)境下搞科研，除了提高硬件條件外，還要適應(yīng)環(huán)境對(duì)身體的挑戰(zhàn)?！案咴鯕庀鄬?duì)少，長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)頭痛，而且不能熬夜?！眳晴髟趦?nèi)地開會(huì)交流時(shí)會(huì)調(diào)侃自己，“在西藏喝著80攝氏度的水，吸著內(nèi)地一半濃度的氧氣，卻干著同樣的研究?！?/p>

“高原上做科研，就像高原上的花花草草，成長(zhǎng)得慢一些，但好在我們一直在成長(zhǎng)，一直在往前走?！眳晴髡f。

計(jì)算物理為高原材料研究“加速”

剛到西藏大學(xué)時(shí)，吳琪的科研道路并沒有想象中的那么順利，短暫的迷茫與焦慮之后，她開始思考如何將自身所學(xué)與西藏發(fā)展相結(jié)合。

2019年，在學(xué)術(shù)交流時(shí)，吳琪了解到內(nèi)地科研單位正在進(jìn)行的電催化制氫研究。“在內(nèi)地相關(guān)研究中，更多關(guān)注產(chǎn)生的氫氣而不關(guān)注氧氣，但在高原環(huán)境下，我們更需要氧氣?！眳晴鹘忉屨f。

與此同時(shí)，吳琪通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)制氧需要鋰分子篩材料，將氮?dú)馀c氧氣分開，可相關(guān)材料成本高，供氧設(shè)備使用壽命低，制約了其進(jìn)一步發(fā)展。于是，吳琪便有了尋找其它可以替代傳統(tǒng)分子篩材料的多孔材料，以及利用西藏豐富的太陽能驅(qū)動(dòng)電解水制氧的科研想法。

想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，關(guān)鍵是找到具備“篩選”功能的金屬有機(jī)框架材料，而這恰好需要運(yùn)用到她擅長(zhǎng)的理論計(jì)算物理，即依靠密度泛函理論和蒙特卡洛模擬，從理論上篩選設(shè)計(jì)出具有氮氧分離性能的結(jié)構(gòu)材料，再指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行材料合成。

“計(jì)算物理的好處在于大大縮短了材料試錯(cuò)的時(shí)間成本?！眳晴髡f，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)變量逐一調(diào)控，通過大量實(shí)驗(yàn)才能找到合適的材料，但有了計(jì)算模擬結(jié)果，就意味著有了材料合成的方向，能極大加速材料合成效率。

不過，想要做好此類研究并不是件容易事?！昂芏鄷r(shí)候我們猜想某種金屬的作用會(huì)比較強(qiáng)，但在現(xiàn)實(shí)中，這些材料并不合適，這就要求我們不斷調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案?！眳晴髡f。

如今，吳琪團(tuán)隊(duì)的相關(guān)研究已取得階段性成果，后續(xù)有望通過產(chǎn)業(yè)化道路，制作出實(shí)際產(chǎn)品。據(jù)估算，與目前鋼瓶液氧每立方米5元的價(jià)格相比，該產(chǎn)品生產(chǎn)的1立方米氧氣大約只需要2到3元。

不僅如此，借助理論計(jì)算物理，團(tuán)隊(duì)還開始尋找傳統(tǒng)鋰電池的替代產(chǎn)品，他們希望未來在電池的界面表征與多尺度模擬、電池材料的電子結(jié)構(gòu)與離子傳輸模擬等領(lǐng)域開展更多具有顯示度的工作，從理論上為企業(yè)或科研單位的電池研發(fā)提供支撐，加速找到替代產(chǎn)品。

“做科研，還是要自己有把刷子”

在西藏大學(xué)理學(xué)院，一提起《力學(xué)》課程，不少同學(xué)都會(huì)懷念那段有趣的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，而這門課的講授者正是吳琪。

起初，由于不是物理師范專業(yè)出身，吳琪對(duì)如何講好這門課并沒有信心。為此，她只能用“笨辦法”將網(wǎng)上相關(guān)精品慕課都找來學(xué)習(xí)，結(jié)合自己的理解，形成授課內(nèi)容。作為基礎(chǔ)課程，物理學(xué)有很多公式需要推導(dǎo)。為增強(qiáng)趣味性，吳琪將推導(dǎo)過程進(jìn)行可視化演示，幫助學(xué)生理解。

“雖然這些方法在內(nèi)地很多高校已經(jīng)非常普遍。但在我看來，工具只有好用與不好用，沒有過時(shí)與不過時(shí)，它們確實(shí)能幫助學(xué)生理解復(fù)雜的物理過程。”吳琪說。2020年，西藏大學(xué)《力學(xué)》課程被評(píng)為西藏自治區(qū)一流本科建設(shè)課程。

在日常工作中，除科研任務(wù)外，培養(yǎng)青年人才也是吳琪的重要工作之一。今年7月，西藏大學(xué)理學(xué)院研究生匡洋參加了一場(chǎng)學(xué)術(shù)交流會(huì)，并在活動(dòng)中為在場(chǎng)的師生進(jìn)行了一場(chǎng)學(xué)術(shù)匯報(bào)，而這一切都源于吳琪對(duì)他的鼓勵(lì)。出發(fā)前，吳琪還專門對(duì)他的匯報(bào)展示材料提出了建議。

“老師鼓勵(lì)我們?nèi)⒓訒?huì)議并作報(bào)告，既能讓我們?cè)鲩L(zhǎng)見識(shí)，開拓視野，也能讓我們得到鍛煉?！笨镅笳f，“作報(bào)告也成為我們科研的一部分。”

在西藏大學(xué)理學(xué)院研究生張雨苗看來，吳琪不僅關(guān)注大家的具體科研進(jìn)展，更關(guān)注學(xué)生科研素質(zhì)的培養(yǎng)?！安簧偻瑢W(xué)的科研規(guī)劃能力很欠缺，吳老師會(huì)根據(jù)大家的工作進(jìn)度，一對(duì)一地提出意見建議，幫助大家調(diào)整科研節(jié)奏?！彼f。

吳琪時(shí)常告訴學(xué)生：“做科研，還是要自己有把刷子?！痹谒磥恚隹蒲芯拖窬毼涔?，不能只練大家都練的武功，更要練屬于自己的獨(dú)門武功。同樣的課題，可能內(nèi)地也在做，科研條件也更具優(yōu)勢(shì)，西藏大學(xué)的學(xué)生在完成同樣的要求后，可以做得更深入更細(xì)致。

“如今，從我們實(shí)驗(yàn)室畢業(yè)的10名學(xué)生里，有3名選擇了繼續(xù)讀博。能讓他們點(diǎn)燃對(duì)科研的興趣，是我最開心的事?！眳晴髡f。

吳琪的故事是西藏高等教育、科研人才助推地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的縮影。圍繞西藏發(fā)展需求，西藏高校立足學(xué)科優(yōu)勢(shì)，持續(xù)輸出科研成果與專業(yè)人才。比如，西藏農(nóng)牧大學(xué)聚焦高原農(nóng)牧業(yè)，以特色專業(yè)攻關(guān)牧草培育、藏香豬養(yǎng)殖等技術(shù)，培養(yǎng)實(shí)用型人才助力鄉(xiāng)村振興；西藏藏醫(yī)藥大學(xué)深耕藏醫(yī)藥傳承創(chuàng)新，挖掘傳統(tǒng)典籍、研發(fā)現(xiàn)代藏藥制劑，培育專業(yè)人才……

截至2024年，西藏新增勞動(dòng)力人均受教育年限超13年，擁有大學(xué)文化程度人口超53萬人，每10萬人口本科在校生人數(shù)達(dá)838人，本科及以上理工農(nóng)醫(yī)類畢業(yè)生占比超50%，教育成果正轉(zhuǎn)化為推動(dòng)西藏高質(zhì)量發(fā)展的深層動(dòng)力。