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浙大“十佳大学生”“竺可桢奖学金”双料得主他是位文艺的工科博士

2020-05-09
浙大“十佳大学生”“竺可桢奖学金”双料得主他是位文艺的工科博士

浙大“十佳大学生”“竺可桢奖学金”双料得主他是位文艺的工科博士

时 间:2020年05月09日 10:30

详细介绍

  怎样将视线从身边的大千万物转到眼底的微观世界?也许只需要一个超光学分辨显微镜。但一副小小透镜的背后,却需要科研工作者们一瞬间灵感的迸发,每天的悉心总结和日复一日的坚守。

  从获得博士国家奖学金到入选2019年“博士研究生学术新星培养计划”“启线学生十大学术新成果,到成为浙江大学“十佳大学生”“竺可桢奖学金”双料得主,再到获得“王大珩中国光学奖学金”,成果入选2019年“中国光学十大进展”……浙江大学光电科学与工程学院光学工程专业2016级直博生刘文杰用实力与努力不断超越自我。

  刘文杰在导师刘旭教授和匡翠方教授的指导下,深度参与了一项国家重大科研仪器研制项目,负责仪器研发和算法编写。显微镜是研究微观世界必不可少的工具,对于其他学科的研究也十分重要,是“国之重器”。

  超分辨光学显微镜能将分辨能力推进到几十纳米。该项研究的重要性和难点在于,目前大部分技术仅能实现物体的二维超分辨,忽略了轴向分辨率的提升,而少数的几种三维超分辨技术也面临时间分辨率的矛盾,由于光强和速度等的限制,难以对活细胞进行三维超分辨动态观察。

  为了解决上述问题,在导师指导和团队合作下,刘文杰从全内反射理论入手,结合频率调制,实现了横向分辨率2倍、轴向分辨率12倍的提升,并对活细胞进行了四维时空超分辨动态观察,相关仪器通过了国家质检中心的检测,并得到了超分辨诺奖得主和两院院士的高度评价。在工业应用上,团队推动学科交叉和产研结合,一方面与生物领域的课题组积极合作,另一方面与国内最大的显微镜公司合作申报获批了浙江省产业化项目,对这套具有完全自主知识产权的大国显微重器进行成果转移,有望打破外国企业的行业垄断,发展出属于我们自己的“国之重器”。

  基于该系列研究,刘文杰已发表和接收SCI论文17篇,一作和共同一作6篇,包括顶刊NC、LPR、JPCL以及多篇ZJUTOP;申请国家发明专利12项,授权3项;参加国际学术会议6次,获最佳海报展示奖1次;报名或受邀参加了4次国际学术交流,目前正在牛津大学进行国家公派联合培养。

  虽成果不断但也曾筚路蓝缕。刘文杰本科就读于材料相关专业,少年时对科学的热爱使他毅然选择到浙江大学光学工程专业做一名直博研究生,研究超分辨光学显微镜。但光电与材料领域存在较大差别,在研究初期,没有学科基础、进展缓慢等问题深深困扰着他。幸运的是,他得到了优秀导师和前辈的悉心指导和帮助,逐渐走出了困境,并独立开展课题,直到现在可以带领师弟师妹们做实验,帮助他们更好更快地科研入门。

  除了积极寻求外部的帮助,善于归纳总结、自我反省更是刘文杰制胜的法宝。他坦言自己不是一个追求快的人,在日常的文献阅读写作和实验操作中,他更喜欢多花点时间思考,这篇文献有什么优缺点、对自己有什么启发、今天的实验该如何进行、预期什么结果、遇到的问题该如何解决等。正是基于这样良好的思考总结的科研习惯,他在入门不久时便提出了一种新型超分辨成像思路,发表了一篇篇幅长达三十页,参考文献达三百篇的综述文章,也明确了他博士阶段超分辨光学显微镜的具体研究方向。

  每天结束时,刘文杰的习惯是伴着朗月,反思这平淡而又充实的一天,做好今天的学习总结和明天的事务安排。无论是取得的小成果还是遇到的挫折,都将伴随月光,照亮、坚实明天的路。

  “有三件事物我愈是思考愈觉神奇,心中也愈充满敬畏,那就是我头顶的星空,眼中的微丝分子,以及内心的道德准则。”刘文杰改编了康德的那句名言,并将其作为自己人生的灯塔,从此风雨兼程,矢志不渝。

  眼里是斑斓的微观宇宙,心中也有浇不灭的滚烫理想。刘文杰曾任浙江大学光电学院光电工程研究所博士研究生党支部等职务,履职期间荣获“优秀党务工作者”和“优秀党员”称号。他们与研究所教工支部和硕士研究生支部联合,巧妙地将研究所的研究内容与支部活动结合,开展多次小学生科普教育活动,如实验室参观和趣味科学实验等,为孩子们亲近世界提供保障,扩展他们的科技视野。

  另一方面,他们党支部还承担了求是小学的天文课程教学任务,担任志愿授课老师。“微观世界与宏观宇宙,作为这个世界上最让人困惑又最让人着迷的两件事物,看似有很多相似之处,实则截然不同,”因此备课过程中存在着诸多困难和挑战。但刘文杰和其他同学没有退缩,他们利用科研外的时间认真准备授课内容,用一个个伏案备课的深夜,点亮了孩子们的星光。

  热爱志愿服务的他,参与过十几次志愿活动。在新冠肺炎疫情期间,在牛津大学接受联合培养的刘文杰,还作为志愿者帮助分发祖国寄给留学生们的防疫健康包,也在自己的个人微信公众号上记录下了在牛津抗疫的点点滴滴。

  同时,刘文杰也注重自身党性修养的提高。参加了光电学院井冈山党建骨干培训班,进行红色寻访,并在结班仪式上作为优秀学员发言,多次党建活动使他更真切地体会到先烈甘于奉献的精神,更加懂得感恩和坚定理想信念,从而能够始终怀着一颗赤子之心,手持国之重器,走在追梦路上。

  这个来自甘肃,平时总是埋头研究的工科博士,内心却十分柔软、细腻,爱好阅读、写作和摄影,并偶与朋友互通书信。“我既没有熟读唐诗三百首,也没有写过书,但我曾梦想开个书店。”繁忙的科研工作之余,他每天仍保持着阅读的习惯,2019年读完28本专业外书籍,并坚持做读书笔记、写随笔和读后感。无论是严肃如王小波三部曲,还是温情如《城南旧事》,科幻如《流浪地球》,他在各类书籍中不断摸索自己的灵魂与世界的样子。不过这个文艺工科博士最喜欢的还是温情的《追风筝的人》。“虽然我做的东西是很理性的工科研究,但其实我是个感性的人。我相信人类的感情永远拥有无穷的力量,既能让人脆弱地泪流满面,也能坚强地超乎自己的想象。

  刘文杰向往诗意的生活。他喜欢用浪漫的方式介绍自己的研究。无论是答辩还是组会分享,几行优美的小诗便足矣将这个年轻人和他付出的心血,倾注的热爱展现在众人面前。

  “我与我周旋久,宁做谁?”这是刘文杰的微信签名,也是他曾迷茫许久并坚持寻找答案的问题。如今,雨过天青云开处,者般颜色做将来。以研发属于我国的大国重器为毕生追求,在力所能及的公益领域散发余热,坚持自我做一个文艺温柔的工科博士。刘文杰已经找到了问题的答案:“我与我周旋久,宁做我”,做本真的自我,做造梦者,做大梦想家。

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