学长学姐说专业||理学院:材料化学





理学院

材料化学专业


人生如半导体发光材料——要多发光少发热!

——我在理学院化学系的三年

作者:刘王宇 材料化学专业 






#化学系简介#


学科历史与科研实力


北京交通大学理学院化学系始建于1998年,其前身是北京交通大学理学院化学研究所。为了适应材料科学的飞速发展,2006年建立材料化学本科专业并开始招生,化学研究所更名为化学系。材料化学专业是材料学科的一个分支,是北京交通大学第一个材料学科相关的本科专业。北京交通大学材料学科连续两年入围QS世界大学学科排名,并且连续多年跻身ESI全球排名前1%。

化学系十分重视人才培养工作,始终坚持“以人为本,化学是基础,材料是特色,创新人才培养为核心”的办学理念,积极探索“教学-实验-探索-研究”模式的人才培育体系,积极鼓励本科生参与大学生创新实验和导师科研项目,取得了丰硕成果,近年来获得国家和北京市级等各类大学生创新创业实验项目20余项,以本科生作为第一作者发表学术论文20余篇(SCI检索论文10余篇),申请发明专利10余项。本科毕业生中有60%以上的同学选择继续深造,近年来直接进入国内TOP10高校和世界名校深造的学生比例持续增加。

经过多年发展,化学系发展迅速,目前已经形成了本硕博三个层次的人才培养体系。在科研方面,化学系近年来承担了100余项国家和省部级纵向项目以及企业委托的横向课题,并与国内许多大中型企业进行了广泛合作和研究开发工作。近年来,在J. Am. Chem. Soc., Nano. Lett., J. Mater. Chem.和Langmuir等化学类知名期刊上发表学术论文100余篇。目前,化学系的主要研究领域包括光电功能材料及器件、精细化学品、新能源材料、应用电化学和铁路危险品检测等。

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#我与化学的故事#


课程体系

学科设置


首先进行一个简单的自我介绍,我叫刘王宇,2017级材料化学本科生,成绩排名专业第一,大一进组参加科研项目,已有两个国家级大创项目以及各类企业资助奖学金及校级奖学金荣誉,而这一切的一切,都是因为对化学的热爱所带来的。

在高中时作为一名化学竞赛党,在学完选修三的物质结构以后就对化学深深地产生了兴趣,每一个看似神奇的反应背后,都可以根据微观结构的原理得到解释,不同的分子构型、不同的反应现象、晶体在溶液中的缓慢生长通通构成了化学之美,这种兼具美学与逻辑的学科让我认定了化学这个专业,因此来到了我们的化学系,真正成为了一名化学专业的学生,可以系统地学习我喜欢的化学知识。

作为材料与化学的交叉学科,课程设置是这样的:大一学习数学物理英语等基础知识、大二大三学习化学的专业课、大三大四学习材料学的专业课,知识体系由浅入深层层递进,便于我们学习理解与接受。

在学习专业课时,每门课都有自己的特点,而这些专业课都成为了我本科期间非常珍贵的财富与记忆。分析化学架起了高中和大学知识的桥梁,从高中选修四的简单计算向需要多想一步的化学分析过渡,让我们逐步接受大学知识;无机化学元素繁多,学生自主了解元素相关信息并轮流“做老师”讲解元素性质,使我们对元素又多又细的知识点留下深刻印象;物理化学老师站在整个知识体系的高度,不仅是讲知识,更重要的是启发我们的思维,培养我们思考与解决问题的能力;有机化学与生产实际相结合,让我们运用理论知识解决生活生产中的实际问题;结构化学探究物质结构的本质,从量子力学出发,利用理论与计算,从微观角度来解释宏观现象,使一切现象有因可循,而课堂上一个个生动有趣的例子让生活实例与化学本质相类比,让我们很容易理解一些复杂的原理,至今记忆犹新;仪器分析在化学分析的基础上更进一步,利用现代的手段进行更加精确的分析,而且令我惊奇的是每当上课我有不理解的地方想提问时,老师好像会读心一般就开始进一步解释我刚才所想的问题;高分子带我来到一个高聚物的全新世界;危险品化学让我对“安全”二字心生敬畏……所有的专业课从各自的方向和角度,共同架构起了一个完整的化学知识体系。

而每门理论课都相应的配备着实验课,不仅提高我们的实验动手能力,也从实际的操作加深对课堂上理论课的理解,二者相辅相成。当然实验课也充满了回忆,印象最深刻的是在做物化实验的“苯甲酸燃烧热”实验。这个实验我们做了4天,在经历了13次点火失败以后终于点着了可以进行测量,在实验过程中真的是思考了所有可能导致实验失败的原因,并一一控制变量进行排查,最终找到了失败的原因是苯甲酸保存不当而变质。说实话进行到第3天仍然不成功时都快绝望放弃了,但是在老师的鼓励下坚持了下去,终于通过不懈的努力和尝试取得了成功,感受到了来之不易的成功喜悦,真实体会到了“坚持”二字的重要性,也永远保存了这一次的实验感想。还有有机课上大家纷纷晒出自己的虹吸视频、分析课上令人难忘的酸碱滴定、无机课从红到紫的多彩溶液,丰富了我们的知识,也点缀了我们的生活。化学实验相对于其他专业的纯理论课,真的是理论、实践、趣味相结合,成为我们大学生活中的美好回忆。

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#我的科研之路#


从小白开始

益友相随,难忘师恩


本科阶段除了专业课的学习以外,科研可以算是我最重要的事情之一了。当我高二选定化学方向时,也就注定了以后深入学习的科研道路。因此,在大一下学期,我加入了我们系主任、博士生导师、教授唐老师的课题组,正式开启了我的科研生活。第一次接触科研的我是一个“小白”,不知道自己该学什么做什么,组里的师兄师姐们便成为了我科研的引路人,尤其是负责带我的刘哲明师兄,他从零开始教我,从文章的组成到如何查文献读文献,到一些常用科研软件的使用,再到如何自主设计实验,给我讲一些相关的专业知识,由浅入深层层递进,让我一点一点了解了科研是怎么回事,我的项目是怎么回事。而我也永远忘不了我第一次走进我们组的实验室做实验的经历,虽然笨手笨脚的连仪器都搭不好,但是在师姐陈斐的指导下,最终成功合成了我人生的第一个样品,在紫外灯的激发之下,发出明亮的绿光,而我也郑重地在离心管上写下了我的名字,实验的成功让我激动了一个晚上难以平静。之后做合成便成了日常的事情,师兄师姐们都有自己的研究,我经常会在周末或者晚上过来做实验,以免打扰他们,而带我做实验的刘哲明师兄也总会跟我一直待到实验结束,以保证实验的安全。在研究的过程,对于钙钛矿这种无机半导体发光材料,从一开始各色的发光,到自己去测试吸收与发射光谱,再到深入了解由激子复合能级跃迁的发光机理,不断加深理解,以至研究自己的钙钛矿掺锰的相关内容,经历无数次失败后看到锰离子能级跃迁的光致发光光谱,并在EI期刊上发了自己第一作者撰写的学术文章,让我知道知识和科研都是循序渐进的结果,大一时看不懂的纳米粒子制备专业书,到了大三已经非常了解。而这一切都要感谢我的导师唐老师,以及组里优秀的师兄师姐们。是老师和前辈的谆谆教导,让我在科研这条路上一路前行。

唐老师在给我们讲专业课的时候,总喜欢拿生活和人生做类比,形象生动地让我们理解微观世界的原理,在这之中影响最深刻的就是那句“人生如同半导体发光材料,要做到多发光少发热”,尤其是在疫情当下,我们要做能照亮别人为别人带来光明与希望的光亮,而保护好自己的身体不受病毒干扰少发热。这句话对于做半导体纳米材料钙钛矿的我也一直产生了深远的影响。唐老师是我的学术导师,我的学业导师,更是我的人生导师,给予我教导和启迪,也同样感谢我们化学系的导师制度,坚持了“以人为本”的办学理念,以保证在大二时期每一位学生都有自己的学业导师可以去咨询和请教,从而更好的度过自己的本科生活。

#学长学姐说专业#


#愿景#


脚踏实地


最后,化学是值得我用一生去投入的事业,而交大的化学系则正好给了我这样一个好的平台,让我遇到了专业水平高又善于教导的优秀老师们,可以指引我前进的方向。愿做化学领域中的一丝微光,即使个人的力量很小,也要有高的荧光量子效率,去多发光,做出自己一点点贡献。

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供稿:理学院