豐富多彩的現(xiàn)實(shí)世界，科學(xué)家們“刨根問底”的方式之一，就是進(jìn)入材料越來(lái)越細(xì)微的微觀世界，試圖去“看”清材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，我們的工作就是要追求‘眼見為實(shí)’。”王勇說(shuō)。(EMBA招生：emba.22edu.com/embazhaosheng/)

    

    “同是由碳元素組成，鉆石為什么這么硬，鉛筆芯（石墨）為什么這么軟，就跟它們的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)。” 一般來(lái)說(shuō)，材料的性能是由其微觀結(jié)構(gòu)決定的。但人體的肉眼只能看到約0.1毫米的尺度。再小，就需要用到光學(xué)顯微鏡。它的“可見度”約0.2微米（1微米=0.001毫米）左右，能看清某些細(xì)胞的微觀結(jié)構(gòu)。掃描電子顯微鏡的誕生，則把材料的研究推到納米量級(jí)，科學(xué)家們可以直接觀測(cè)到材料表面的納米量級(jí)的形貌變化。掃描電鏡只能研究材料的表面結(jié)構(gòu)，要深入“透視”材料內(nèi)部的微觀世界還得借助于透射電子顯微鏡，這種高端電鏡的分辨率一般為2埃米左右。但這仍然無(wú)法滿足“野心勃勃”的科學(xué)家的需求，最新一代的“眼鏡”——球差矯正電鏡分辨率可以達(dá)到0.5埃米左右，科學(xué)家可以在原子級(jí)別研究材料的微觀結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響。”一納米相當(dāng)于一根頭發(fā)絲橫切面的六萬(wàn)分之一，而埃米僅僅只有納米的十分之一。

    

    在浙大電鏡中心，有一臺(tái)全國(guó)高校第一臺(tái)引進(jìn)的具有原子級(jí)元素分辨能力的球差矯正電鏡。“一般的光學(xué)顯微鏡有凸透鏡和凹透鏡，可以相互組合消除球差，而一般的透射電鏡只有電磁凸透鏡，那我們就需要采用特殊的‘矯正’方法。”如此一來(lái)，“看”就變成了一個(gè)技術(shù)含量很高的事情。此外，以往的透射電鏡是在真空的環(huán)境下觀察材料，電鏡中心購(gòu)置的全國(guó)第一臺(tái)“環(huán)境透射電鏡”則能引入真實(shí)的氣體和壓力環(huán)境，以了解材料在實(shí)際的服役條件下的真實(shí)屬性。 “球差矯正電鏡”和“環(huán)境透射電鏡”正是王勇的“當(dāng)家武器”。

    

   

    

    王勇專注研究的材料之一，是化工和太陽(yáng)能領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的催化劑和熱電材料。“如何提高催化劑活性，這就要到微觀結(jié)構(gòu)里去找線索。”王勇說(shuō)。鉑Pt、鈀Pd等這些常見的金屬顆粒催化劑，催化劑，最早都是以納米顆粒的形式出現(xiàn)，后來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這些材料被制備成特定的形狀后，催化效果更好。“現(xiàn)在的研究目標(biāo)，主要集中在真實(shí)環(huán)境中、原子尺度下研究各種表面的催化機(jī)理，探索提高催化活性的新途徑。”王勇說(shuō)，“如果這些研究能應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)，將大大提高能源工業(yè)的效率。”

    

    2013年5月，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊Nano Letters上發(fā)表了張澤院士和王勇教授指導(dǎo)的博士生姜穎在拓?fù)浣^緣體/熱電材料的結(jié)構(gòu)、缺陷分析上取得的重要進(jìn)展。文章首次在原子級(jí)別上報(bào)導(dǎo)了Bi2Te3, Sb2Te3等拓?fù)浣^緣體/熱電材料的微觀結(jié)構(gòu)，揭示了Bi2TexSe3-x (x=0-3)“三元”體系的層間化學(xué)成分的演變，發(fā)現(xiàn)一種新的7層結(jié)構(gòu)并證明了其堆垛順序；并研究了三元體系的演變機(jī)制及7層結(jié)構(gòu)缺陷的能帶性質(zhì)。這一工作對(duì)有效調(diào)控拓?fù)浣^緣體/熱電材料的物理性能有極大的指導(dǎo)意義，為該體系材料在拓?fù)浣^緣體及熱電等方面的應(yīng)用起到了積極的推進(jìn)作用。“研究的關(guān)鍵，是我們摸索出了一種特殊的‘刀法’，用這種刀法 ‘切’出的材料，再加上先進(jìn)獨(dú)特的球差矯正電鏡就能清晰的看到一個(gè)個(gè)原子的排布結(jié)構(gòu)。”王勇說(shuō)。

    

    材料領(lǐng)域，其實(shí)有很多與企業(yè)合作開發(fā)新材料的機(jī)會(huì)，但王勇目前還“不感興趣”，他目前對(duì)自己的要求是，先在實(shí)驗(yàn)室“悶”幾年，基礎(chǔ)研究做深，再考慮做產(chǎn)業(yè)和行業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)化的事。“我希望通過(guò)5—10年的時(shí)間，在基礎(chǔ)研究上取得一些突破，這樣學(xué)術(shù)的整體水平和潛力才能提升。”在這方面，王勇說(shuō)自己在澳大利亞昆士蘭大學(xué)的合作教授逯高清院士和美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的合作導(dǎo)師王康龍教授都是很好的榜樣。王教授70多歲高齡還堅(jiān)持在實(shí)驗(yàn)室做基礎(chǔ)研究，同時(shí)他在產(chǎn)業(yè)上又有產(chǎn)生了很好的影響力。”