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任职上海双一流，他聚焦石墨烯研究，带领团队攻克重要难点，成果登上Nature！
发布时间：2022-02-23
科学研究的道路上总是充满未知和挑战，不管是理论上的进展，还是技术上的突破，都有科研人员默默坚守的身影。都说真正的勇士，敢于直面风暴和挑战。在华东理工大学校园里就有一位走在基础研究领域的“勇士”——方海平。他以敢为人先的创新精神，带领团队取得了一系列创新性突破，相关成果登上国际顶级刊物。
今天，就让我们走进方海平的科研故事。
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方海平，华东理工大学理学院教授，博士生导师；长期从事从宏观到微纳米尺度的理论物理和其他领域的交叉学科研究。近年来主要侧重于界面水、纳米生物学和理论物理学的交叉研究，特别是受限尺度空间中水和离子的特性、及其诱导的生物分子特性和新材料开发等；相关成果发布在Nature、Nat. Nanotechnol.、Nat. Chem.、PRL等国际顶级刊物；曾获国家杰出青年基金、上海市学科带头人、上海市领军人才称号等荣誉。
探索基础领域，颠覆传统认知
一个国家能否产生更多的科技创新成果，能否拿出世界顶尖的科技创新成果，能否拿到诸如诺贝尔奖这样的世界顶尖大奖，都与基础研究密切相关。
数十年来，方海平怀揣着“基础科学研究既要讲究解放思想，又要与时俱进，才能在理论的深度与应用的效度中及时寻找出最优解”这样的信念，致力于从宏观到微纳米尺度的理论物理和其他领域的交叉学科研究，聚焦统计物理、理论物理、纳米生物学等研究领域深耕细作，取得了一系列创新性突破。
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钙离子是一种碱土金属原子，其自然条件下的唯一已知价态是+2，相对应的所有种类钙离子晶体都没有磁性且呈现绝缘性。这个看似再普通不过的常识问题，却随着方海平研究团队的新发现，产生了完全不一样的认知概念。
在研究过程中，方海平研究团队联合西安交通大学、上海大学等观察到了自然环境下生成的二维CaCl晶体，其中钙离子的价态为+1。这些二维CaCl晶体具有室温铁磁性、金属性且具备显著的储氢和释氢能力。这一突破性的研究成果已经发表在顶尖期刊《国家科学评论》上。
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而在石墨烯领域的探索中，方海平研究团队又一次攻克了众多科研人员不懈探索的重要难点，研发了一种特殊的氧化石墨烯膜。为实现利用石墨烯二维材料构筑高性能分离膜，来破解污水处理和海水淡化等领域的核心技术难题，就需要确保实现氧化石墨烯膜十分之一纳米精度的层间距控制要求，使水能够透过，而被水分子包含的盐离子被挡在外面。
对此，方海平研究团队通过理论分析发现，离子与石墨烯片层内芳香环结构之间存在相当强的水合离子-π相互作用，会像“梁柱”一样支撑石墨烯片层，从而精确控制石墨烯膜的层间距。相关研究成果发表在Nature等期刊上，并申请获得了相应的发明专利。
提携后学，激发团队活力
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研究生不是学生，而是初级研究者，是战士。”正是受到了被誉为“科学战士”的郝柏林院士的影响，方海平会在所带学生刚入学时就引导他们树立起正确的研究目标与自我认知，在平时的教学工作中，他会对不同阶段的学生给予不同的帮助。
对于刚入学的学生，方海平会注意到学生的每一点进步，加以鼓励；对于高年级学生，则坚持高要求、高标准，经常几天几夜甚至几个月与学生一起战斗于科学最前沿的高难问题，从而让学生能够快速、独立、乐观地走好科研路上的每一步。
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左四为方海平教授
根据自己多年来从事基础研究工作的经验，方海平说：“现在的基础研究不能局限于小团队的单打独斗，还要学会借助校内外各类优势资源，才有可能将理论、实验与潜在的应用推广快速对接。”
小团队靠带，大团队靠合，在激发团队活力的同时整合优势资源，这就是方海平从事研究工作的核心“秘诀”。这份秘诀不仅让他在面临“坐冷板凳”的困境时找到了新的突破契机，也让他在一次次新的探索中，能带领团队“精准有效”地把握住了关键的机遇并实现应用的快速对接，为新颖光电磁纳米材料的设计和实现以及助力海水淡化、污水处理、生物医疗等技术的绿色产业化发展提供关键支撑。
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桐花万里丹山路，雏凤清于老凤声。截至去年9月，方海平已培养出30余名博士和博士后、20余名硕士。未来，方海平也将继续在华东理工大学的校园中传承科学战士精神，营造高要求高标准的科研氛围，深耕基础研究领域，培养更多青年科研人才。
部分素材来源：华东理工大学官微、华东理工大学理学院、人民网、今日头条
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