與光同行，尋心方向
——記暨南大學(xué)納米光子學(xué)研究院副教授婁在祝

表面等離子體共振效應(yīng)是納米光子學(xué)的一個(gè)重要研究部分，如何控制金屬納米結(jié)構(gòu)的合成是研究表面等離子共振效應(yīng)的關(guān)鍵。有這樣一位青年學(xué)者，他提出了一種高效控制雙金屬表面等離子體異相結(jié)構(gòu)的合成方法，實(shí)現(xiàn)了鉑在納米金三角表面的可控生長，獲得了多種雙金屬表面等離子體(Surface Plasmon Resonance, SPR)結(jié)構(gòu)，這一發(fā)現(xiàn)為探索高效表面等離子體光催化材料提供了新思路。他就是暨南大學(xué)納米光子學(xué)研究院副教授婁在祝?；仡檴湓谧６嗄甑目蒲猩?，師從山東大學(xué)黃柏標(biāo)教授的經(jīng)歷，為他的納米光子學(xué)研究之路提供了理論知識(shí)的積累；大阪大學(xué)和南陽理工大學(xué)的教研員經(jīng)歷，使婁在祝積累了操作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而造就了這位在納米光子學(xué)領(lǐng)域正在穩(wěn)步上升的青年學(xué)者。

婁在祝副教授在實(shí)驗(yàn)室

新材料，別具匠心

習(xí)近平總書記曾指出：加快建設(shè)創(chuàng)新型國家要瞄準(zhǔn)世界科技前沿，強(qiáng)化基礎(chǔ)研究，實(shí)現(xiàn)前瞻性基礎(chǔ)研究、引領(lǐng)原創(chuàng)性成果重大突破。創(chuàng)新是科研之魂。隨著科技的發(fā)展，我們需要源源不斷的新思路新想法以支撐科技的發(fā)展。婁在祝深知?jiǎng)?chuàng)新的重要性，為響應(yīng)國家號(hào)召，促進(jìn)納米光子學(xué)的科研發(fā)展，婁在祝進(jìn)行探索實(shí)驗(yàn)并發(fā)現(xiàn)了新型極性光電材料。

在探索新型光電材料構(gòu)建的研究過程中，婁在祝發(fā)現(xiàn)了具有寬可見光吸收范圍的硅酸銀Ag6Si2O7化合物（吸收邊～740 nm)。在科學(xué)上，每一條道路都應(yīng)該走一走。遇到障礙時(shí)，把道路疏通了，就是對于科學(xué)研究的一大貢獻(xiàn)。婁在祝打破原有的常規(guī)研究思路，另辟蹊徑。與以往直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析不同，婁在祝首先進(jìn)行了理論模擬。通過理論模擬的結(jié)果，推測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。理論模擬過程極大地考驗(yàn)了婁在祝的細(xì)心程度。他與團(tuán)隊(duì)成員在實(shí)驗(yàn)室一起進(jìn)行多次重復(fù)的模擬過程以確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性，收集并整理模擬結(jié)果。功夫不負(fù)有心人，通過理論模擬，婁在祝發(fā)現(xiàn)硅酸銀Ag6Si2O7化合物晶體結(jié)構(gòu)中存在三種Ag-O配位體，且對硅酸銀導(dǎo)帶貢獻(xiàn)各不相同。根據(jù)理論模擬結(jié)果，婁在祝推測出該材料具有高效光電載流子分離效率和光催化性能。有了理論數(shù)據(jù)的支撐，婁在祝又進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗溃豪碚撆c實(shí)踐相結(jié)合才會(huì)更有說服力。通過光催化實(shí)驗(yàn)，婁在祝證明了硅酸銀的特殊極性晶體結(jié)構(gòu)有利于載流子分離且具有高效光催化活性。此結(jié)果發(fā)表后硅酸銀及鍺酸銀體系光電材料受到廣泛關(guān)注，先后被國內(nèi)外科學(xué)家在Appl. Catal.B-Environ. 等多個(gè)國際知名學(xué)術(shù)期刊引用。以此發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)，婁在祝再接再厲，探索制備出一系列具有能帶可調(diào)控的非晶硅酸銀，并將其應(yīng)用于光催化領(lǐng)域。

新方向，雄心壯志

金屬表面等離子體共振（SPR）效應(yīng)是貴金屬納米顆粒特有的光學(xué)性質(zhì)。它在能源領(lǐng)域有重要應(yīng)用前景。但貴金屬資源稀缺，價(jià)格昂貴。近年來探尋具有SPR效應(yīng)的非金屬納米材料以取代貴金屬納米顆粒成為材料領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)課題。

“有了之前關(guān)于金屬表面等離子光催化材料的研究基礎(chǔ)，我和我的團(tuán)隊(duì)一起在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究。我特別懷念那段日子，心無旁騖，專心科研。出現(xiàn)不同意見時(shí)，我們也會(huì)有激烈的討論；遇到困難時(shí)，我們耐心地梳理過程，找出漏洞。我和我的團(tuán)隊(duì)都希望我們能夠?yàn)榧{米光子學(xué)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一分力量?！痹诨貞浧鹂蒲袑?shí)驗(yàn)的日子時(shí)，我們看到的是他對科研的堅(jiān)持。在黑暗中，即使是一線微光，也常常能使航手找到北極星而修正他的航向。經(jīng)過不懈的努力，婁在祝提出了一種簡單制備非金屬表面等離子體材料的化學(xué)方法，并成功獲得了具有可見-近紅外光SPR效應(yīng)的三氧化鎢納米線，將其應(yīng)用于光促進(jìn)儲(chǔ)氫材料析氫反應(yīng)。另外，他還將制備的三氧化鎢納米線作為光吸收天線應(yīng)用于有機(jī)合成Suzuki coupling 反應(yīng)，大大提高了反應(yīng)速度。他還提出了電子注入穩(wěn)定非金屬材料的表面等離子體共振效應(yīng)的概念。

2017年回國后，婁在祝繼續(xù)開展非金屬表面等離子體共振效應(yīng)的研究。基于自身知識(shí)以及在山東大學(xué)黃柏標(biāo)教授課題組所學(xué)習(xí)的光電材料及催化知識(shí)、在日本大阪大學(xué)Tetsuro Majima課題組以及在新加坡南洋理工大學(xué)Can Xue課題的研究經(jīng)驗(yàn)，他提出了電子注入法穩(wěn)定非金屬材料的表面等離子體共振效應(yīng)的概念，并通過制備硫化鎘/三氧化鎢復(fù)合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定非金屬表面等離子體材料的構(gòu)建。同時(shí)發(fā)現(xiàn)其在分解水產(chǎn)氫中表現(xiàn)出高穩(wěn)定性和高活性，證明了非金屬表面等離子體效應(yīng)可用于光反應(yīng)并穩(wěn)定存在。這一發(fā)現(xiàn)不但為納米光子學(xué)提供了科研的新思路，同時(shí)也為能源的制備提供了新方法?！白鍪裁慈?，就要看擔(dān)起什么責(zé)任，否則便是不合格、不稱職?！边@是婁在祝最喜歡的一句名言。這句話正是婁在祝對于科研的一種態(tài)度，他將科研視為自己的責(zé)任與義務(wù)，堅(jiān)持不懈，方得成功。

目前，婁在祝任教于暨南大學(xué)納米光子學(xué)研究院，主要圍繞納米、材料、能源及環(huán)境與光學(xué)工程的新興交叉學(xué)科，開展納米能源光子學(xué)、納米材料光子學(xué)等方面的研究工作。最近，婁在祝獲得2018年廣東省杰出青年、廣東省青年珠江學(xué)者等榮譽(yù)，這也是對婁在祝工作成果的最好證明。憑借執(zhí)著和認(rèn)真的態(tài)度，婁在祝必然會(huì)為中國納米光子學(xué)的科研發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。