韩飞是喷鼻港中文年夜学多标准周详仪器试验室的玻士后，他学术上的黄金搭档谷松韵正于这里读玻。 于很多人眼里单调冗长的试验，他们却能乐此不疲，于无尽的科学摸索里感应意见意义盎然，并取患上使人奋发的结果。 纵然于履历妨害且疾苦的投稿历程时，他们仍对峙勇往直前。为了 征服 审稿人，他们不分日夜地于试验室繁忙，于用时一年零一个月的四轮修改中补了69页、近28000字的答复以及试验内容。 2022年12月23日，他们作为配合第一作者的研究论文揭晓于Science上。这是两人学术生活生计里的首篇Science，也是谷松韵以一作身份揭晓的首篇学术论文。喷鼻港中文年夜学传授陈世祈以及美国卡内基梅隆年夜学副传授招泳欣为论文配合通信作者。

2019年，陈世祈作为受邀演讲者拜候卡内基梅隆年夜学，与招泳欣举行了一次影响深远的对于话，那也是两人独一的一次晤面。于那以前，招泳欣看到了陈世祈团队方才发于Science上的一项庞大结果 飞秒镭射投影双光子聚合光刻（FP-TPL）3D打印技能，备受震撼。 这是一种可以于纳米标准上用投影体式格局举行打印的3D打印技能，打印速率晋升1000倍，攻破世界纪录，可节约98%的打印成本。 陈世祈于接管《中国科学报》采访时先容。 我的生物光子学试验室主打膨胀显微镜技能，对于水凝胶很认识。谈话竣事后，我以及陈教员一拍即合，想结合两边的技能上风以及专业常识来实现一个斗胆的设法 开发能把可打印纳米器件的尺寸减小到10纳米量级的要领。 招泳欣于接管《中国科学报》采访时说。

想象一下，一个干瘦的气球上面刻满了很繁杂的图案，用肉眼很丢脸清，但当你把气球吹年夜后，图案便清楚可见。而研究团队的做规则是反其道行之。他们从麻省理工学院2018年于Science上发的一篇论文里得到了灵感，以为用紧缩水凝胶来获得超高分辩率纳米布局的设法很好。 用水凝胶饰演气球的脚色，于充实膨胀的水凝胶上用飞秒双光子激光倏地打出三维图案，再把这个图案作为一个模板来沉积方针质料。如许就能够把打印历程做患上又周详，又快。 招泳欣先容。 然而，团队最先试验后才发明以前的要领存于诸多局限。 当我于复现那项研究时，发明了许多纷歧样而且难以注释的征象，水凝胶紧缩的要领也不宜照搬。咱们预测这是使用了差别的激光光源致使的，是一种新的激光与水凝胶的彼此作用。但因为各人对于这方面相识甚少，试验一时碰到了瓶颈。 谷松韵于接管《中国科学报》采访时说。 怎么样既能让水凝胶紧缩，又不粉碎打上去的图案，同时这个历程还要高度可控呢？ 经由过程偶尔的时机，松韵发明荧光素份子可以主动被水凝胶中激光扫描造成的图案所吸引，构成荧光图案。 韩飞于接管《中国科学报》采访时说。 韩飞从纳米化学的角度出发，提出这多是一种新的自拆卸征象，可以接纳纳米化学的常识设计一些动力学手腕对于其举行周详调控，从而实现从份子或者纳米颗粒出发，哄骗自拆卸间接构建肆意方针质料的肆意3D纳米布局的目的。 他们终极确定由纳米颗粒巨细孕育发生的空间位阻、以及质料亲水性影响的氢键这两种动力学要素的联合可对于这类自拆卸历程实现纳米级精度的节制。因为颗粒直径是所有纳米质料都具有的内涵性子，而且所有可分离在水中的质料都具备亲水性，这类设计思绪实现了于所有3D微纳加工系统中最佳的普适性。 于确定思绪后，韩飞以及谷松韵一路探索了许多细节。包孕紧缩的前提，好比于无机溶液、盐溶液、或者是酸里紧缩；另有沉积的前提，将水凝胶浸泡于含有金属、合金、钻石、份子晶体、聚合物或者钢翰墨水等纳米颗粒的液体中，再经由过程配体调控等手腕进一步微和谐优化自拆卸历程。 这也是纳米合成化学的机理第一次深度运用于3D微纳加工里。 韩飞说。 例如，假如将飞秒激光打印好的水凝胶放入银纳米颗粒溶液中，尺寸适合的银纳米颗粒会于氢键的指导下以及空间位阻的阻拦下沿着激光打印的图案自拆卸到凝胶中。当凝胶变干时，它可以紧缩为本来尺寸的1/13，体积缩小了跨越两千倍，使患上银的密度充足造成纳米银线并导电。 由于其依靠的激光作用以及动力学节制可于三维中起作用，以是打印的图案也能够是三维的。

他们还打印了一组纳米标准的十二生肖，每一一种植物用纷歧样的质料。质料普适性是这项研究的一年夜亮点，团队共试过17种理化性子彻底差别的质料，均可以用这一要领打印。 该技能揭示出了于加密光存储中的运用远景。 按照咱们的研究成果，这项技能可以于一立方厘米的空间中存储5PB的信息，这相称因而美国所有学术研究藏书楼总量的2.5倍。 招泳欣说。 这项结果为设计繁杂的纳米器件打开了新世界的年夜门，团队将来的方针是用多种质料构立功能性纳米器件。 咱们但愿哄骗这项新技能来打造功效性纳米装备，好比纳米电路、纳米生物传感器，以至是用在差别运用的纳米呆板人。 陈世祈暗示。 以及很多可以或许投顶级期刊的研究比拟，这项课题泯灭的时间实在其实不算很长。虽然每一位团队成员都为之竭尽心思，但从最先至投稿还不到一年。投稿历程却履历了一波四折。 咱们用了3个月打磨文章，然后陈教员用了半个多月修改。2021年10月，怀揣着满腔的期待，文章投给了Science。一个月后，收到了审稿定见，我看完后有一种两眼一黑的觉得，以前虽然也揭晓过2篇顶刊，尚未见过这么有进犯性的定见。 韩飞回忆道。 此次一共有3位审稿人，前两位对于文章立异性、打印流程设计、打印效果的各个方面进犯了一遍。第3小我私家必定了文章的立异性，说研究 很是使人高兴 ，他以为从打印效果而言，这篇文章值患上发于Science上，但他提出了30多个需要细心回覆的问题。 文章被拒只是一个最先，接下来是漫长而纠结的 过山车 之旅。 咱们细心研究了审稿人一的定见，发明可以经由过程一些试验来辩驳他的质疑。但审稿人二对于咱们的事情实在存于比力严峻的曲解，咱们接纳的是全新的纳米化学里的动力学节制手腕去实现质料的普适性，但此中的机理需要有必然化学配景的人材能看懂，显然审稿人二没有理解，以是没有留意到咱们机理上立异性。 韩飞说。 研究团队给期刊编纂写了一封长邮件，申说相干环境。编纂暗示可以一试，待看到改稿后，再决议是否能给重投的时机。 没说的，必需捉住这一线朝气。他们花了数月时间补试验，和预备申说的答复。 这时期发生了一个小插曲。 两个月没日没夜地补试验，就于靠近尾声时，忽然喷鼻港新冠疫情暴发。因为文书方面的事情不于黉舍也能够做，咱们加夜班加紧补完了试验，想告假回家遁藏一阵。 韩飞说。 韩飞家于哈尔滨，谷松韵家于宁波。其时回内地的断绝政策是14+7+7，于断绝旅店时期，韩飞以及谷松韵起早贪黑地修改文章，和给审稿人的答复。 断绝点实在是很好的让人埋头的情况，此刻追念起来，虽然那时辰被困于一个房间里，哪儿也去不了，但却可让咱们百分百集中精神投入到事情中。以是于短短的时间里，咱们完成为了第一轮修改38页、近15000字的内容，把所有可能需要注释的细节做到四平八稳。 韩飞暗示。 如许的篇幅于Science的论文里都极其少见。据韩飞回忆， 陈教员看到所有的修改质料时，不由感叹从来没有给审稿人写过这么长的答复。 待导师改完，文章再次发给编纂。各人苦等了两周多，终究收到了好动静 编纂开了重投的通道。 文章再次投出，祸福难料。一个半月后快出成果时，韩飞以及谷松韵天天都于投稿体系刷日期动态，日期每一变一次就代表编纂可能于看或者者审稿人已经返回定见。他们睡前刷一遍，睡醒再刷一遍，这是他们于家糊口时的主要构成部门。 我常常慰藉他们，告诉他们不消太着急，由于凡是Science或者Nature的事情周期是比力长的，像生物类的许多三五年才出结果，末了能不克不及投出去都纷歧定。 陈世祈说。 幸亏这一次的审稿定见显露了曙光。审稿人一暗示，修改后的文章已经到达于Science揭晓的水准，但仍需增补一些试验细节。审稿人二很看好文章中的光贮存运用，但指出今朝做的效果与他人做的效果并未拉开素质差距。而审稿人三只提了一个问题，并暗示只有把试验补完就能够了。

核心再次回到补试验。彼时，还于家里的两人于看完审稿定见后很是高兴，立马订了回喷鼻港的机票。 为了让审稿人满足，韩飞以及谷松韵又将很多试验细节举行完美，答复内容近8000字。这一轮修改提交后，审稿人几回再三无心见。审稿人二指出增补的内容没有彻底说服他，用一页半的篇幅再次提出许多问题。审稿人三更夸张，居然提了满满三页问题。 咱们也不清晰为何第三个审稿人的定见云云妨害，但他们提了咱们就患上回覆。第三轮，咱们又把所成心见事无大小地答复了一遍，这一次的内容近5000字。没成想，于这一轮以后，审稿人三又提了一页半的定见，这出乎所有人的预料，以至连编纂都于回信中暗示了不测，编纂以为咱们的文章已经经到达了揭晓水准。 韩飞说。 于第四轮修改后，2022年11月尾，文章被正式吸收，所有人都如释重负。谷松韵用一句话来形容： 跟昔时高考竣事时的觉得同样。 能把这些最初犀利攻讦咱们的审稿人都 征服 ，之后不管遇见甚么样的审稿人，咱们都不会被吓倒了！ 韩飞笑着说。 从开启课题最先，韩飞以及谷松韵恍如住进了试验室，两人都是 冒死三郎 。韩飞于接管采访时感触，这应该是高中两年以外最起劲的韶光，可能这就是高考的觉得吧。 临近2021年春节时，他们合计可以趁着春节苏息几天，到初四再来做试验。成果，初二那天，两人都不约而同地呈现于试验室，彼此问候春节欢愉以后，继承投入到试验中。 他们就是云云默契，基在对于科研的热爱以及专业常识的互补，成了并肩作战的战友。 于互助以前，两人彻底是差别的修业轨迹。韩飞高三便已经出国，而且拿到新加坡当局全额奖学金，于南洋理工年夜学提早本科卒业后继承硕玻连读，又提早卒业得到玻士学位，进入陈世祈的课题组做玻士后。谷松韵则因此优秀的高考绩绩进入浙江年夜学竺可桢声誉学院以及光电科学与项目学院，卒业后间接到喷鼻港中文年夜学读玻。 由于咱们的专业彻底互补，一个主打纳米以及化学范畴，一个擅长搭建光学平台，以是于做这项研究时效率很高。用光学体系3D打印水凝胶的历程可以安心地交给松韵，而与化学以及机理相干的部门则是我的专长。 韩飞说。 两人选择导师的理由也是出奇的一致。 首次晤面就都感����Ϸapp觉陈教员为人很好，并且对于学生做的各类课题城市全力撑持，课题组的学生实现了充实的科研自由，这对于咱们试验的开展很是主要。 韩飞举了一个事例： 有些试验需要到物理系试验室完成，此中有一个表征要用到离子束切割，响应的仪器使用费很贵，每一小时要花七八百港币，而每一拍一个样品患上泯灭一下战书的时间。其时拍了30多个小时，只这一项就花了陈教员几万块钱，更不消说其他表征以及试验质料的采办了，都因此万为单元的。但他依然从始至终都很撑持咱们。 试验受挫是科研常态，掉败也是家常便饭。饶是韩飞以及谷松韵如许的黄金组合也不克不及幸免。于课题早期，他们始终于跟水凝胶 磨合 。因为他们都没有操作水凝胶以及3D打印的经验，不认识水凝胶的 脾性 ，他们于操作时碰到很多坚苦。 韩飞还清晰地记患上最初会呈现的一些突发状态。其时为了拍扫描电子显微镜，他们需要把水凝胶紧缩、脱水，紧缩完的体积不到1毫米，这么小的工具实在极难操作。 咱们用镊子夹起它往基底上贴时，它啪地一下失了，咱们赶快趴于桌子上地毯式征采了很久。这事一旦发生，能不克不及找到全凭命运。找不到的话几个小时的试验时间就华侈了。 韩飞说。 除了了紧缩遇阻外，脱水干燥也不易。水凝胶很黏，看起来像果冻同样，假如要想连结水凝胶的外形，太快、太慢脱水都不行。 咱们于机械系，没有专业的化学试验室。以至试验的绝年夜大都器材好比离心计心情、加热板、磁力搅拌器等都是我来到陈教员这边以后采办的。试验室也不是恒温恒湿的。而这项研究的试验刚好贯串了整个春夏秋冬，试验室的温度以及湿度始终于变，水凝胶干燥的速率也会变，致使早期试验常常掉败。 韩飞暗示。 最初的乐成率还不到50%，直到厥后谷松韵发现出吊挂干燥法，问题才水到渠成。 谷松韵总能设计出一些很是巧妙的要领解决问题，而且具备扎实的专业常识以及客观能动性，这都令韩飞非常赏识。 而于谷松韵的眼里，韩飞具备前瞻性的目光，看患上久远，并且于他的科研过程里，韩飞还起到了很强的指导作用。 韩玻于两年前刚接触课题时就说，假如他的设计思绪准确，终极可以或许实现他估计的普适性，那就必然是个Science级另外事情，我刚据说的时辰也不是没有思疑过。 能于科研门路上找到专业常识以及技术都很是互补的搭档绝非易事，以是两人但愿将来能继承于学术上开展互助，联合相互的专业配景阐扬出 1+1＞2 的作用，于无限的科学世界里碰撞出更多的火花。 （文中所有图片皆为受访者供图） 参考链接： https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm8420 http://science.sciencemag.org/content/366/6461/105

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