2005年,鄭直從香港中文大學完成學業,在香港、上海和許昌三個都市之間,選擇來到許昌學院事情。
爲何做出這樣一個“不合常理”的選擇?“河南、學校對科技的重視太讓人感動,我想用所學報效家鄉。”4月17日,鄭直教授感伤,“來到許昌學院後,學校投入上千萬元組建外貌微納米质料研究所,爲我和團隊搭建起科研平台,這也是許昌學院第一個研究院所。幾年後,學校開設了河南省首個納米质料與技術專業。”
從此,瞄准地方經濟社會發展所需、産業升級叠代所需、創新型人才培養所需,鄭直心無旁骛,一頭紮進科學研究的世界夜以繼日攻難關,深入企業車間細問需求解難題,並積極探索地方本科院校應用型創新人才培養的突破之路。

讓鈞瓷綻放更迷人的色泽
18年過去,許昌學院外貌微納米质料研究所已“長成”河南省微納米能量儲存與轉換质料重點實驗室,許昌學院已構建起“産學研教創一體化”應用型創新人才培養體系,鄭直也從心懷夢想的熱血青年成長爲“中原學者”,科研上的主要貢獻集中在納米表界面的精准調控,利用化學的思想和手段,在納米鈞釉质料、薄膜太陽能電池、超硬质料等領域收獲了一顆顆科研碩果。
在鄭直心裏,科研的價值在于造福于民,社會需求就是他的科研偏向。
入窯一色,出窯萬彩;鈞瓷無對,窯變無雙。神秘莫測的鈞瓷不僅是許昌的、河南的,也是國家的文假名片。然而,在同一平面中,鈞瓷或表現爲開片之美,或色澤豐富,或圖案天成,想使這些特點同時出現在一個平面,一直是個難題。
鄭直帶領團隊,將納米质料與傳統釉料相結合,研究出具有獨特藝術效果的陶瓷釉——結晶釉,並創新性地在釉料中引入微量納米呈色元素化合物,改性傳統鈞瓷釉料,從而燒制出質感更好、制品率更高、呈色效果、重複效果更好的鈞瓷産品。
“鈞瓷的燒制溫度一般在1300度,納米技術可使它的燒制溫度降到1260度,更節能更環保。”鄭直說。
如今,鄭直團隊和河南大宋官窯股份有限公司、孔家鈞窯等鈞瓷名企都有相助,不僅爲企業帶來了良好的經濟效益,也爲傳統文化傳承與科技創新的融合提供了新的思路。

“得有人去坐這個冷板凳”
除了應用研究,鄭直在基礎研究領域的深耕也在同步進行。“‘勇闖無人區’很難很難,但一定得有人去坐這個冷板凳,因爲只有多出顛覆性的創新结果,才气加速實現高水平科技自立自強,才气不被別人‘卡脖子’。”鄭直經常這樣說。
矽太陽能電池用途廣泛,但是矽的生産過程會造成许多汙染,業界對低成本、高效、環保的新型光伏质料的研發也從未間斷。十幾年來,鄭直團隊也一直在研發新质料,希望它能替代矽,做出新型薄膜太陽能電池。他和團隊成員創新性地利用金屬外貌單質反應,設計制備了30多種二元和多元無機硫族化合物、鹵族化合物半導體光電质料,低成本解決了納米結構精准調控的難題,揭示了納米表界面調控、載流子分離傳輸與光電效率增強的作用機制,相關结果獲得河南省科學技術進步獎一等獎。
近期,他們和國家納米科學中心相助,在新型薄膜太陽能電池质料研究領域取得重要進展,實現了新型銅銀铋碘薄膜光伏质料領域最高的光電轉換效率,這項结果爲開發下一代高效、穩定、環保的光伏质料提供了一條切實可行的路徑。
许多顛覆性科研结果,都是一代代科研人接力不斷的結果。“我們竭盡所能把新型薄膜太陽能電池研究往前推進,哪怕是能讓後來者踩在自己的肩膀上走得更快一點更遠一點,也是一件很是幸福很是值得的事情。”鄭直說。
助力我省超硬质料産業強者更強,也是鄭直團隊的心願。“在超硬质料龍頭企業、河南黃河旋風股份有限公司建设‘中原學者’事情站,就是爲了針對超硬质料及制品産業發展過程中急需的關鍵共性技術,荟萃雙方優勢資源聯合攻關,提升産業持續發展能力。”鄭直說。
事情站建设后瞄准的第一个“卡脖子”问题,就是利用金刚石/铜复合质料解决高功率密度电子器件的散热问题。郑直团队与郑州大学、东北师范大学相助,经过重复试验,最终找到了低成本制备低密度高热导率的金刚石/铜复合质料的要领,相关研究结果刚刚发表于质料科学领域TOP期刊《Carbon Energy》,相关项技术也已获得国家发现专利授权,应用后可大大延长电子产物的使用寿命,有望成为金刚石工业生长新的增长极。

爲本科生插上創新的翅膀
是勇攀岑岭的科研事情者,也是學生成長成才的引路人。國家的發展靠創新,科技的未來在青年,鄭直明白“創新”二字在人才培養中的分量。
2006年,來到許昌學院的第二年,他就帶著團隊設置了一門“開放平台實踐課”,選拔部门本科生走進實驗室,嘗試以導師制的形式訓練本科生的科研和創新能力。“結果,學生的踴躍水平超出我想象。”鄭直欣喜又欣慰。
17年已往,坚持教育、科技、人才“三位一体”生长,“开放平台实践课”已从一门课拓展为延伸至结业设计的课程体系,由原来部门学生加入变为全员加入,郑直提倡的“开放?实践?创新”的本科生创新教育理念(Open,Practical and Creative Education,即OPCE),让课堂不再局限于教室,实验室、工厂、校企协同创新平台都成了教学主园地,理论课也搬到了实验室,教师科研运动与教学、学生创新实践运动融为一体,打破传统课堂教学的时空壁垒,为学生打开了一扇接触科技创新新思想、新要领的大门。学校险些每一个创新结果的背后,本科生的身影。
“僅最近5年,學校理工科學生就參與發表科技論文200多篇,獲得授權國家發明專利近200件,獲得省級以上學科競賽獎勵2000多人次。”說起學生的成績,鄭直比自己得獎還要高興。
這是學生的幸運,也是教育的幸運。
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對話青年人
許昌學院化工與质料學院2020級學生張涵博:
作爲一名工科生,我對科學研究比較感興趣,請問您覺得在大學本科階段,應該怎樣培養、提升個人科研能力和素養?
“中原學者”、許昌學院院長鄭直教授:
大學生科研能力和科研素養的培養,是高等教育的重要任務之一。我們團隊提出本科生創新教育理念OPCE的初衷和目標,也正是讓本科生走進實驗室,深度參與科研,提升科研能力。
對于本科生來說,首先要培養科研興趣,特別是對未知領域研究的興趣,要保持好奇心和求知若渴的精神。其次要善于發現問題,打破思維慣性,保持獨立思考,多向老師請教。同學們還要提高文獻檢索能力,多學習信息搜索的要领和技巧。要多參加實踐,通過深度參與做實驗、分析數據、梳理數據、彙總結果、得出結論這一專業的科研訓練過程,同學們的開放性創新思維和綜合創新能力定會逐步提升。當然,還要學會合理分配時間,注意細節,持之以恒,具備團隊精神等。
作为新时代大学生,希望你们努力学习老一辈科学家笃行不怠的攻坚精神,迎难而上、开拓进取,知行合一、矢志奋斗,为创新型国家的生长与建设奉献青春力量。(河南日报客户端记者 史晓琪 整理)

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