2016-11-24 【南京日报】第A10版
一块漆黑的“海绵”扔进污水中，污水变得澄澈；在口罩中设置“迷宫”，空气中的悬浮颗粒物就被困在其中。东南大学海归教授孙立涛带领学生们探索肉眼不可见的纳米领域，取得了一系列科研成果。近日雾霾天气频频来袭，记者获悉，他研发的石墨烯口罩已经产业化试生产，这种口罩对pm2.5的去除率能够达到97.1%，戴起来呼吸还不会不畅。
A
回国后自己设计实验室，图纸改了四十余次
8年前，在德国美因兹大学物理化学所做完博士后研究的孙立涛来到了东南大学，那时的他已经取得了多个授权专利，在国际顶级期刊发表了多篇论文。
“出国是为了开眼界，回国才有归属感。”说起回国的原因，孙立涛非常坦诚，到国外学到了新技术和研究方式，但是孤独也如影随形，加上国内纳米研究发展迅速，对于回国，自己没有什么纠结。
收到东南大学的邀请后，他来到了南京。“学校非常有诚意，帮我解决生活中的问题，让我没有后顾之忧，而且也非常支持我的实验室建设。”因为研究对象是纳米，实验设备尤为重要，学校为孙立涛购入了球差校正透视电子显微镜，该显微镜是当时国内仅有的两台之一，另一台在清华大学。
学校还放手让其自己设计实验室。“哪怕一盏灯的摆放位置，都会影响实验观察。”孙立涛说，实验室的一些设备对环境要求较高，他亲手画图纸，大到实验室的房屋建筑，小到桌子台灯摆放、电线插口位置等，一遍遍地修改图纸，前后修改了四十余次。
B
发现多孔结构的超高吸附特性，可净化污水和空气
孙立涛所在的纳皮米研究中心主要是对单个原子进行加工和观察，探究其排列顺序和结构对材料性能的影响。一纳米只有十亿分之一米，对纳米材料的研究只能在一块小小的操作板上进行。
就是在这么小的“实验室”中，孙立涛有了一项重要发现：多孔结构的超高吸附特性，比如外观漆黑的石墨烯海绵可以吸附自身重量600倍以上的石油，被吸附的石油还可以重新提取，回收率超过99.9%，可以循环使用20余次，而传统吸油材料的吸附率最高只有80倍，石油难以回收，材料不易重复使用。
“目前，可大规模生产、低成本、高吸附、可循环使用的石墨烯海绵油水分离机已在生产。”孙立涛说，这种多孔结构还可吸附水中的多种污染物，这项成果已应用于在太湖开展的石墨烯海绵吸附蓝藻的试验。
他们还将该成果应用到了口罩生产中。“市场上的防霾口罩要么是通过缩小孔径来阻隔pm2.5，要么是通过静电来吸附pm2.5，前者戴起来呼吸会不畅，后者吸附颗粒物的时间很短。”孙立涛说，用石墨烯作为滤材制成的口罩，孔径比可吸入颗粒物大，但是内部结构就像迷宫，颗粒物即使通过了第一层，也会在其中“迷路”，难以通过口罩，兼具长效吸附和呼吸顺畅这两点。目前，该成果已经产业化试生产了10万只，检测后即将上市销售。
C
给学生1年时间寻找兴趣，所带博士均可去国外名校交流
孙立涛“收徒”有3个标准：学生一是必须对这一领域有兴趣，二是动手能力和独立性要强，三是必须能坚持，有乐观精神。
“有兴趣，才会主动去学习。研究生和博士生不同于本科生，要有自己的观点和想法，有独立科研的能力。”孙立涛介绍，他会给研究生半年到一年的时间来发现自己的兴趣，学生选择一个方向进行研究学习后，如果发现不感兴趣，还可以转到别的方向。
在这种自由的环境下，学生的天赋和各自的优势得以充分发挥：他所带领的“东大纳皮米研究团队”获得2015国家小平科技创新团队称号，他的学生有在“挑战杯”全国大学生竞赛中获二等奖的，有获得中国青少年科技创新奖的，有获国家特等资助的。
为了让学生开阔眼界，每一个博士生，孙立涛都会为他们提供去国外名校交流一两年的机会，学校由学生自己选，孙立涛负责帮学生联系校方，他的学生已经在牛津大学、加州大学伯克利分校、赫尔辛基大学、美国国家重点实验室等地交流。“读万卷书，行万里路，出国交流一两年，对学生的语言表达、思维方式和国际化视野非常有帮助。”孙立涛说。
本报记者 谈洁 本报实习生 章瑜