海外实践｜“neon M trace”赴日本实践支队——科研之行篇

      支队简介

交流活动在东京大学工学部大楼内举行。

首先，由工学部主管国际事务的Koji Kita教授进行暖场演讲。教授对我们的到来表示欢迎，也期待清华和东大未来能取得更多合作成果。

随后，由曾在清华就读本科的Di Su教授为我们详细讲解了东京大学的部门设置、培养体系、育人理念、研究生项目和暑期项目。东京大学设有10个学部，包括文学部、理学部、工学部、医学部、药学部、农学部等，涉及学科综合全面，架构体系完整健全。东京大学采用“4+2+3”的本、硕、博培养模式，在本科前两年不分专业、推行通识教育，以适应愈发广泛、交叉的学科发展趋势；学生将在大二下进行3批次的专业选择，确定自己的专业方向。

接着，Hidehiro教授为我们介绍了材料学院的基本情况。东京大学材料学院包含生物材料、生态环境材料、纳米材料等3个研究方向。其中，生物材料旨在探索新的医疗方式，创造出微型机器人等代表性成果；生态环境材料在航空航天、建筑等领域有着广泛应用；纳米材料契合新一代电子信息材料的发展趋势。不同方向之间还进行交叉融合研究，取得了水下承重等一系列新型研究成果。

集中交流环节过后，大家分成两队，由学长学姐带领我们参观实验室。

我们分别在主要材料体系为结构陶瓷、半导体的两个实验室进行了参观调研。第一个实验室的工作人员主要介绍了实验室对于陶瓷塑性、韧性改性的基础性研究。第二个实验室的工作人员主要介绍了以半导体薄膜材料为基础进行的气体传感器应用与表面工艺研究。

此外我们了解到，东京大学对于实验室废液处理、液体使用的管控较为严格，药品在丢弃时需按照化学成分分成8类，在使用前后都需要精确登记液体药品的用量。

此外，通过经费驱动，东京大学也开拓了较为完善的校企结合模式：由企业为实验室提供科研经费，并持续进行跟进，推动项目的研究和产出。

同学们就实验室参观内容、东大的校园生活等问题向学长学姐踊跃提问交流，最终，参观活动圆满成功。

下午一点半，NMT支队一行人来到东京科学大学参观调研，当地师生热情接待了支队成员们。双方在友好的氛围中互致问候。东科大的教授首先向支队成员介绍了东京科学大学的基本情况，包括学校长达143年的历史概要、六大学科概况和学生组成及毕业去向，并在最后分享了东京科学大学材料系的一些研究项目，支队成员在深有收获的同时也提出了自己的疑问，并得到了对方细致的解答。

随后，NMT支队的胡馨月同学代表支队，向东京科学大学的师生们介绍了清华大学。她从学校的历史、基本设施、学生活动等多个方面，全面展示了清华大学作为中国顶尖名校在各个方面的卓越风采。面对友校同学的热情提问，支队老师和成员们耐心解答，进一步加深了双方对彼此的了解。

在双方都介绍完毕各自的学校后，两校师生进行了愉悦而热烈的自由讨论环节，大家在各自的小组中畅所欲言，提出自己关心的问题的同时，也热情地回答问题，向友校师生分享自己国家与学校的事情。大家相谈甚欢，收获见闻的同时也增进了感情。

交流完毕后，支队成员分为两组，在东科大学长学姐的带领下参观了材料系的部分实验室，其中涉及材料表征测量、退火等设备。在参观和讲解中，同学也提出自己感兴趣的问题，友校前辈对此热情回答，让同学们充分增长了见闻、收获了知识。

参观实验室后，支队成员在友校师生带领下一同参观了东京科技大学的校园，在校园生活、专业研究和文化差异等方面进行了进一步的交流。参观结束后，支队成员与东京科技大学师生在校园樱花树下合影，为此次交流画上了圆满的句号。

同学们来到会议室，由RIKEN博士后野田大史为我们介绍了RIKEN。RIKEN是世界上最大、最为综合的研究中心，其主要研究方向涵盖如物理、化学、生物学、医学、生命科学、材料科学、光子学，光学物理等多个领域。RIKEN拥有约3000名研究人员，其中约30%为来自海外的学者与研究员，并且这些海外研究员绝大部分来自于中国。

此外，野田先生也介绍了RIKEN的一些研究成果以及试验设备，比如Spring-8（世界上最大的同步辐射设施，以其高达8千兆电子伏特的输出功率成为世界上能量最高的第三代同步辐射光源，用于物质结构和性质的微观层面研究），Fugaku-Computer（富岳）（世界上最强大的超级计算机之一，由日本理化学研究所和富士通公司联合开发，其卓越的计算能力在多个科学研究和产业发展领域发挥着关键作用）等。

随后，同学们向野田先生提问，通过交流，我们得知，RIKEN也同样重视跨学科交流，不同的领域会合作使用实验室，不同课题组之间间或进行讨论交流，方便组间进行优势互补。但在RIKEN导师不会紧紧跟住学生并加以指点或委派任务，他们更加注重自己的规划，同时学生也被鼓励拥有自己的知识成果产权，研究员也可以拥有自己的公司。

我们分为三组参观了解了RIKEN的三个实验室，包括化学实验室，显微镜和测量实验室，以及激光实验室，在实验室中，野田先生向我们详细介绍了实验室的功能分区，实验室中各种设备的名称及其用途。这使得我们对RIKEN的科研环境有了更好的了解。

在参观实验室之余我们前往了RIKEN的展厅，了解了RIKEN的历史和近年来的成就，以及RIKEN在2030年以前的愿景。

RFIKE的主要目标以及对未来的展望是为日本和全球带来科学进步，通过真诚的交流合作，对未来进行塑造；汇聚全球顶尖研究人才，专注于独特、重要的研究任务；促进国际研究人才交流与合作，培养下一代科研领军人物；通过科研来连接社会与工业，推动科学技术的应用与发展；通过灵活的组织结构和系统化管理，更好地响应社会和全球的需求。

同时，RIKEN也会将研究成果广泛地加以利用，并对社会做出贡献，积极向产业界转移以专利权为代表的知识产权。他们拥有自己的专利联络人员，以及帮助简化专利申请流程和促进与行业合作的自有技术转让的协调员。

在RIKEN，迄今为止通过科学研究而诞生的众多优秀成果被专利化、实用化。RIKEN发明了维生素A的制备方法、阳极氧化技术和锁住“芥末”等调料的香味的分子胶囊的制法等，RIKEN的研究成果在生活化、社会化的层面，得到了广泛的应用。

最后，在与野田先生告别后，我们结束了RIKEN行程。

我们来到大阪大学后，迎接我们的是黎艳老师及其博士生团队。

黎艳老师，作为清华的杰出校友和我们支队成员亲切的师姐，曾在清华大学航空航天学院度过了九年时光，从本科一路攻读至博士学位。如今，她正在大阪大学继续她的学术征程。

在黎艳老师的精心安排下，支队成员分成了三个小组，在几位博士生的带领下，我们分别参观了三个独具特色的实验室。

机械臂研究实验室中，我们深入了解到生物领域科研工作者的迫切需求——大量重复的移液工作，以及人工操作难以避免的误差问题。因此，开发高效、精准的机械臂成为了当务之急。当前研究聚焦于相机识别试管、电脑建模、夹取试管等关键技术。值得一提的是，实验室与知名科研机构RIKEN（理研）紧密合作，在植物采样领域也取得了显著成果，包括叶片的裁剪和移取。此外，鉴于日本在医疗领域的卓越建设，该实验室还研发了一款用于掰钛条的机械手，为受损骨骼修补提供了有力支持。

晶体实验室内，我们领略了半导体双晶材料的魅力，这里的研究主要围绕其力学和电学性能展开。各式先进的制备和检测仪器映入眼帘：PVD设备（物理气相沉积设备）、SEM（扫描电子显微镜）、SPM（扫描探针显微镜）、纳米压痕仪以及热导率测量设备等，无不彰显着实验室的雄厚实力。

计算材料学实验室中，两位老师分别介绍了他们的研究方向。一位致力于不同尺度下材料性能的全面表征，另一位则专注于陶瓷位错塑性的研究。我们深刻感受到了计算材料学在材料领域的巨大潜力——它不仅大幅节省了人力成本，还带来了更为准确的理论预测，为材料科学的发展注入了强劲动力。

午餐时间，我们一同前往大阪大学的食堂，品尝了地道的日本美食。

餐后，我们参观了大阪大学综合学术博物馆，感受了大阪大学深厚的学术底蕴和悠久的历史文化。

最后，在与大阪大学师生们的告别中，我们结束了充实又难忘的行程。

正式行程的最后一站，Neon M Trace支队来到了坐落于群山之中、带有深深历史烙印的京都，参访了京都大学，京都大学材料系的助理教授陈正昊老师接待了我们。我们首先跟随陈老师参观了材料系的两个课题组的实验室。

陈老师所在的课题组研究材料微观层面的力学性能以及成因，主要面向高温拉伸材料。课题组已有一套成熟的位错畸变理论，而位错的调控是改善材料力学性能的关键思路。主要的研究方式为热处理拉伸变形样品，再通过显微镜进行原子层面的观察分析，观察位错情况。同学们见到了众多精密的显微镜，包括一台造价超过两千万人民币的球差校正扫描透射电子显微镜STEM（分辨率可达0.0178nm），并倾听了正在试验的李乐老师的介绍。

随后同学们分成两组参观了高斯副教授的实验室及制作间。该课题组的方向偏向于对金属形变更为宏观的应用性研究。主要的创新之处在于保持外形的前提下对金属变形以提升金属强度，同时减少因截面积减少等变形带来的极限应力降低。关于工艺细节，教授举了两例，包括有限容器包裹-扭转法（发生形变，但任何一处的截面积不会变化），和多次冷轧-对折法（类似于大马士革钢的工艺，多次变形，但也能保证最终截面积不变）。

结束参观后，我们在京都大学的食堂与陈老师、李老师和学长进行了轻松愉快的午餐会谈。同学们交流了关于科研氛围、经费来源等诸多感兴趣的问题。

京都大学和清华大学相比，科研氛围较为轻松，科研模式有一定的区别。这里实验室从设备和资金上彼此独立，而单个实验室配置的设备实力也相当雄厚。大多数情况下，实验从制备到测试的所有工作都要由学生来完成。

在经费来源上，京都大学和东京大学有一定区别。京都大学与企业的联系并不是很紧密，实验室经费来自国家拨款较多而企业的部分很少。相比于实用性研究，更注重原创性前沿性研究。

最后我们在京都大学的主楼前大树旁合影留念，圆满完成了Neon M Trace的最后一站。

与两位老师作别，目送他们走远：头发被风拂起，随着步伐轻快地舞着，满是意气风发的模样。希望中国的科研工作者能有一个更好的科研氛围。我们这一代人并不应坐等改变，而是应该担起这份责任，十几天行程后，大家都有着同样的感受。