范守善:从晋城走出的科学巨匠
在山西晋城这片古老而厚重的土地上,孕育出了无数杰出人才,范守善便是其中一颗耀眼的科学明星。他凭借着对科学的执着热爱、不懈追求与卓越贡献,在材料物理和化学领域取得了举世瞩目的成就,成为中国科学院院士、第三世界科学院院士,为国家的科技进步和民族的发展贡献了自己的力量。
1947年2月,范守善出生于山西晋城。儿时的他,便对周围的世界充满了好奇,喜欢探索各种自然现象背后的奥秘。这种与生俱来的好奇心,如同种子一般,在他幼小的心灵中生根发芽,为他日后投身科学研究奠定了基础。在晋城当地学校求学期间,范守善的勤奋和聪慧便展露无遗。无论是课堂上,他专注听讲、积极回答问题,还是课后,他主动学习、广泛阅读各类书籍,都表现出远超同龄人的求知欲。他尤其对数理学科有着浓厚的兴趣,常常沉浸在数学的逻辑推理和物理的奇妙世界中,凭借着出色的成绩,成为老师和同学们眼中的“学霸”。
1965年,范守善以优异的成绩从晋城市第一中学毕业,成功考入清华大学物理系,开启了他在学术道路上的新征程。然而,入学后不久,一场席卷全国的“文化大革命”爆发了,大学正常的教学秩序被打乱,校园陷入了混乱。在这艰难的环境下,学校停课,学生们被安排到农场或工厂劳动。但范守善并没有放弃对知识的追求,他一边认真完成劳动任务,一边利用业余时间如饥似渴地学习专业知识。在那段动荡的岁月里,他始终怀揣着对未来的希望,坚信知识终将改变命运,期待着能继续接受系统的教育。
1970年,范守善从清华大学本科毕业,获得理学学士学位。尽管当时的就业环境并不理想,但他对学术研究的热情丝毫未减。1973年,对范守善而言是命运转折的重要一年。清华大学创办了四个研究班,面向全校选拔优秀学生进行深造,一共招收了43名学生。范守善凭借扎实的知识基础和出色的表现,与当时的校长顾秉林以及其他十几个同学成功入选其中的固体物理班。在这个研究班里,范守善系统地学习了之前因“文革”而落下的大学和研究生课程。他每天早早来到教室,认真听讲、做笔记,遇到不懂的问题,便主动向老师和同学们请教。课后,他常常在图书馆或实验室一待就是一整天,沉浸在知识的海洋中。这段宝贵的学习经历,为他以后的科研工作打下了坚实的基础,让他在学术的道路上迈出了重要的一步。
1978年,中国迎来了恢复研究生招生制度的春天,范守善凭借自身的实力,作为第一批学生入选清华大学研究生院。在研究生阶段,他更加努力钻研专业知识,积极参与导师的科研项目,展现出了非凡的科研天赋和创新能力。他深入研究固体物理领域的前沿问题,在学术期刊上发表了多篇具有一定影响力的论文,受到了学界的关注。1981年,范守善顺利获得清华大学理学硕士学位,并选择留校任教,开启了他在清华大学的教学生涯。
留校任教期间,范守善深知学术研究需要不断开拓视野、吸收国际前沿知识。于是,他先后前往麻省理工学院、哈佛大学和斯坦福大学做访问学者。在国外的学习和研究经历,让他接触到了国际顶尖的科研团队和先进的实验设备,拓宽了他的学术视野,也让他对科研有了更深刻的认识。在麻省理工学院,他与国际知名学者共同探讨物理学领域的前沿问题,参与了多个重要科研项目,学习到了先进的科研方法和实验技术。在哈佛大学,他沉浸在浓厚的学术氛围中,与来自世界各地的优秀学者交流思想,不断碰撞出创新的火花。在斯坦福大学,他利用先进的科研设施,深入开展自己的研究工作,取得了一系列重要的研究成果。这些宝贵的经历,为他回国后的科研工作积累了丰富的经验和资源。
1984年,范守善作为访问学者前往美国麻省理工学院学习,在那里度过了两年充实的时光。1993年,他又前往美国哈佛大学学习,继续追寻学术的前沿。1994年底,怀着对祖国的深深眷恋和为国家科研事业贡献力量的决心,范守善结束了为期2年的访问学者生活,毅然回到清华大学。此时的他,已经在国际学术界崭露头角,带着满满的收获和对未来的憧憬,准备在国内的科研舞台上大展身手。
回国后,范守善全身心地投入到科研和教学工作中。他长期致力于新型功能材料的制备与物性研究,尤其在纳米尺度材料的科学与技术领域取得了卓越成就。他的研究方向主要集中在碳纳米管的生长机理、可控制合成与应用探索。碳纳米管作为一种新型的纳米材料,具有独特的物理和化学性质,在众多领域展现出了巨大的应用潜力。然而,要实现碳纳米管的可控制合成和规模化制备,并非易事,需要深入了解其生长机理。
范守善带领他的研究团队,经过无数次的实验和探索,在深入揭示和理解碳纳米管生长机理的基础上,取得了一系列突破性的成果。他们实现了超顺排碳纳米管阵列、薄膜和线材的可控制与规模化制备。为了攻克这一难题,范守善和他的团队成员们常常在实验室里一待就是十几个小时,反复调整实验参数,观察实验现象。在这个过程中,他们遇到了无数次的失败,但范守善始终鼓励大家不要气馁,要从失败中总结经验教训。终于,经过不懈的努力,他们成功地找到了实现碳纳米管可控制合成的方法,为碳纳米管的大规模应用奠定了基础。
在实现碳纳米管可控制合成的基础上,范守善进一步研究并发现了碳纳米管材料独特的物理化学性质。基于这些性质,他们积极开展应用探索,成功发展出了碳纳米管发光和显示器件、透明柔性碳纳米管薄膜扬声器、碳纳米管薄膜触摸屏等多种纳米产品。其中,碳纳米管发光和显示器件具有高亮度、低功耗、响应速度快等优点,有望在下一代显示技术中发挥重要作用;透明柔性碳纳米管薄膜扬声器则具有轻薄、可弯曲、音质好等特点,为音频设备的发展带来了新的思路;碳纳米管薄膜触摸屏具有良好的导电性和柔韧性,能够实现更加灵敏的触摸操作,为电子设备的触摸屏技术提供了新的解决方案。部分应用产品已具有产业化前景,实现了从源头创新到产业化的转换,为我国纳米技术的发展和应用做出了重要贡献。
1993年初,范守善在哈佛大学做访问学者期间,首次通过实验方法观测到磁通线穿透铜氧化物超导体的路径,这一成果具有重要的科学意义,对研究高温超导机理和提高临界电流有着关键作用。1994年10月27日,相关结果发表在《自然》杂志上,并被列为封面标题之一,引起了国际学术界的广泛关注。在超导领域取得突破性进展之后,范守善并没有满足于现状,而是将目光投向了当时新兴的纳米材料领域。1994年,他与合作者一起,首次用碳纳米管制备出碳化物纳米棒,1995年6月这一成果同样被列入《自然》杂志的封面标题,再次证明了他在科研领域的创新能力和领先地位。
截至2017年,范守善已在国际知名学术期刊上发表SCI论文160余篇,其中有3篇发表在《Nature》杂志、2篇发表在《Science》杂志。这些论文不仅展示了他在科研方面的卓越成果,也为相关领域的研究提供了重要的参考和借鉴。他的研究成果还曾被列入中国十大科技新闻(1998年)、科技部十项基础研究成果(1998年)和中国高等学校十大科技进展(1998年和2002年),在国内和国际上都产生了广泛的影响。
在取得众多科研成就的同时,范守善还十分注重人才的培养。作为清华大学物理系教授、博士生导师,他言传身教,悉心指导学生。他鼓励学生要勇于创新、敢于质疑,培养学生独立思考和解决问题的能力。在他的指导下,多名博士生的学位论文入选“全国百篇优秀博士学位论文”,为国家培养了一批优秀的科研人才。
范守善的卓越贡献得到了广泛的认可和赞誉。1999年,他获得教育部首届“长江学者成就奖”二等奖,这是对他在学术研究和人才培养方面的高度肯定。2003年,凭借在材料物理和化学领域的杰出成就,他当选为中国科学院院士,成为我国科学界的顶尖人才之一。2003年12月,清华 - 富士康纳米科技研究中心成立,范守善担任中心主任,继续带领团队在纳米科技领域深入探索。2010年10月19日,他又当选为第三世界科学院院士,进一步提升了我国在国际科学界的影响力。
除了在科研和教学方面的成就,范守善还积极参与社会服务和学术交流活动。他曾担任清华大学学术委员会(第八届)副主任、(第十届)委员,为学校的学术发展和决策提供了重要的建议和支持。他还担任国际学术刊物《纳米技术》编委,积极推动国际学术交流与合作,让中国的科研成果走向世界。
尽管在学术上取得了巨大的成功,但范守善始终保持着谦逊的态度和对家乡的深厚情感。他多次回到家乡晋城,与当地的学校、科研机构交流合作,为家乡的教育和科技事业发展出谋划策。2004年9月9日下午,应晋城市委、市政府的邀请,范守善在百忙之中抽出时间返回故乡,在泽州会堂为晋城市人民作教育学术报告。在历时一个半小时的报告中,他结合亲身经历,对中美教育方法和模式进行了简要的对比,就如何对待学生的过失、如何培养学生的自尊心,发现学生的闪光点,怎样构建客观的教育评价体系,培养学生的独立性和团队精神,构建对学生产生积极影响的校园文化环境等等,畅谈了自己的观点。他还特别邀请晋城一中的优秀学生到清华大学参观,组织晋城籍在清华工作和就读的学生接待他们,带领他们参观著名的实验室,并召开座谈会,分享自己的学习和科研经验,鼓励学弟学妹们努力学习,追求卓越。
2024年9月14日下午,范守善回到母校晋城一中。在交流活动中,他回忆了自己在一中的校园时光,为母校这些年取得的傲人成绩由衷点赞。他鼓励同学们珍惜校园生活,在科技的星辰大海里勇敢探索、追逐梦想。他的话语如同一盏明灯,照亮了同学们前行的道路,激励着他们努力学习,为实现自己的梦想而奋斗。
范守善,这位从晋城走出的科学巨匠,用自己的一生诠释了对科学的执着追求和对国家、对家乡的深深热爱。他的故事激励着无数后来者,在追求科学真理的道路上奋勇前行,为实现中华民族的伟大复兴贡献自己的智慧和力量。