走过高校科学营十年——塔娜：科学仪器国产化 惟需诸君皆努力

中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室副研究员，硕士生导师。2009年毕业于哈尔滨工程大学获得材料学专业博士学位，2017 年获国家留学基金委资助在美国亚利桑那州立大学物理系访学；目前主要研究方向是应用电子显微技术研究催化材料的微观结构和在近真实化学反应条件下材料动态参与催化反应的过程；发表SCI论文60余篇。作为课题负责人承担国家自然科学基金面上基金、青年基金项目、国家重点实验室自主研究项目各1项。

优秀科技工作者/塔 娜

参与高校科学营活动的初衷 2019年，中国科学院大连化学物理研究所首次成功举办高校科学营能源专题营，至今已成功举办3年。活动依托大连化物所科学研究资源，打造“沉浸式”科学实验体验，借助高校科学营线上平台，大力建设网络科普阵地。塔娜老师受到所里科学传播处的邀请参与青少年科学营活动时，她非常开心，不仅仅是因为科普工作是科研人员义不容辞的责任与义务，更因为塔娜老师经常使用的电子显微镜是根据电子光学原理，用电子束和电磁透镜代替光束和光学透镜，在非常高的放大倍数下表征物质的微观结构的仪器，电子显微镜工作的基础原理与高中物理紧密相关，可以让参与科学营活动的小伙伴深刻体验一下刻板的基础知识如何在前沿一线的科学研究中发挥重要的作用。
参与科学营的主要工作 塔娜老师积极参与高校科学营活动，并根据中学生的学习阶段与特点，精心设计课程内容。每次实验开始前她都会准备一个电镜的科普报告，介绍电镜的原理和应用。随后，她将肉眼观测完全相同的两种粉末型纳米材料和蝉翼作为样品，让营员在电镜下观察，让他们与微观世界亲密接触，感受奇妙的微观世界，构建微观-宏观世界相互关联的概念。从制样开始到数据分析结束，让营员完整地参与整个实验过程。
在透射电镜实验中，营员看到在宏观世界里看上去完全相同两种黑色粉末，在微观世界中它们从化学组成到原子排布都完全不同，营员兴奋的神情完美地反映出了科学研究的魅力。当那些黑色的粉末显露出本来面目——纳米金颗粒时；当看到亚埃级的世界中，晶体中整齐排列的原子好像是无数微观粒子组成的立体建筑时；当神秘的原子结构与核外电子轨道通过特征X射线谱学“赤裸裸”地被看到时；当咳嗽声引起的振动就可能损坏整体图像采集过程时，整个实验室充满了惊叹声。
在扫描电镜实验中，大家看到薄而透明的蝉翼居然是长满绒毛的立体结构，都叹服于大自然的奇妙，从电子显微这一个极小科学分支，就有机会让营员从不同的角度观察这个世界，理解这个世界，能够帮助他们获得全新的信息与理念。当他们分析数据时，看到自己拍摄出了准确的单质金的晶面间距时，那雀跃的表情，对所有参与活动的老师就是最大的鼓励。
为了让孩子们对科学更感兴趣，每一年塔娜老师都会更新讲解内容、精益求精，别开生面地让营员用大型科研仪器观测身边的昆虫或者常见的生活物质，走进神奇的微观世界；即使因疫情防控要求，能源专题营需要线上举办时，她仍然为营员精心录制视频课程，内容通俗易懂，充满趣味，成为能源专题营特色实验课程之一。
对青少年营员的期许 实验过程中，敏感的营员会发现所有使用的装置和设备都是英文的操作系统，会满脸疑惑的问为什么不用中文呢？实验结束后，塔娜老师会带着他们去设备间参观电镜运行背后的复杂体系。完全不同于静谧的实验室，这里是机械泵、循环水和空气压缩机等后台设备此起彼伏的喧闹场所，而且同样没有中文。塔娜老师解释说，一台电子显微镜其实是一个非常复杂的工程项目，需要很多工程师通力协作才能完成，背后承载着材料、机械、控制、计算机等多个工程学科的交叉发展，并且还反映物理、数学等基础性学科的深厚理论积淀。尽管目前很多国产器件与进口设备差距甚微，但集合起来就没有可比性了，正所谓差之毫厘谬以千里。杨学明院士说：“在实验科学领域，科学仪器做不好，很难超越别人，永远只能跟着别人走。想做好实验科学研究，唯一的办法就是要先把科学仪器做好，掌握核心技术，这样才能真正掌握科学的话语权。”
因此，塔娜老师希望通过科学营活动能让营员意识到：科学仪器国产化，也是一种国家实力的体现。塔娜老师寄语青少年营员：“未来，你也许不会从事电子显微学，但是你能从其他方向为祖国的科学发展作出贡献，也许在你所在的领域只是极小的进步，但每个人每个领域的进步最终都将汇聚成为国家之力，都有望凝结成为国之重器！加油！”