廖洪钢采用团队开发设备在电子显微镜中进行原位实验研究。

廖洪钢（左一）与团队成员讨论自主开发设备的技术细节。

近期发布的2024年度福建省科技奖榜单上，厦门大学廖洪钢与福州大学王亚雄两位教授的故事颇为亮眼。一位在纳米世界“凿壁偷光”，让中国原位电镜技术跻身前沿；一位在零下40摄氏度的极寒中，成功“唤醒”氢燃料电池。他们分属微观与宏观不同领域，却凭借三把相似的“钥匙”，打开了原始创新通向未来产业的大门。

第一把“钥匙”是敢闯敢试的自主创新。廖洪钢团队用15年，从零搭建自主系统，推翻百年认知；王亚雄团队直面产业痛点，攻克氢燃料电池动力系统能耗高、操作参数调控粗放、低温环境适应性差等行业瓶颈。

第二把“钥匙”是久久为功的坚守精神。无论是经费枯竭时的坚持，还是成果空白期的埋头钻研，他们都诠释了“甘坐冷板凳、敢啃硬骨头”的科研本色。

第三把“钥匙”是立足产业的转化自觉。廖洪钢创办企业，让高端仪器实现国产替代并走向世界；王亚雄通过产学研合作，3年直接带动产值超16亿元。他们共同实现了“科研—产业—反哺科研”的良性循环。

这两条并行的科研轨迹清晰表明：面向国家重大需求，以十年磨一剑的定力实现自主突破，并深度融入产业生态，才是通向科技自立自强、催生未来产业的关键。他们的故事，远不只获奖。

廖洪钢：在纳米世界点亮一盏“中国灯”

2025年末，一项来自福建的科研成果，再次定义了人类观测世界的极限。厦门大学廖洪钢教授团队凭借“原位电化学电子显微系统”，荣获2024年度福建省科技进步奖一等奖。该系统不仅突破了传统电镜只能在真空条件下观测静态样本的局限，更标志着微观科学研究正式由“拍照”迈入“录像”时代。廖洪钢对此总结道：“我们让电镜‘看见’了液体中动态的反应过程。”

作为最早一批开展原位液体透射电镜研究的开拓者之一，廖洪钢团队的探索始终具有前瞻性。从博士和博士后工作阶段就开始进入原位液体电镜研究的探索，完成了原位液体透射电镜的开创性研究，相关成果于2012年、2014年两度发表于《Science》期刊，被评价为“颠覆认知”。2023年，他们利用自主研发系统，在国际上首次于原子尺度观测到锂硫电池中独特的“电荷存储聚集反应”，成果发表于《自然》期刊，并入选当年“中国科学十大进展”。该突破不仅揭示了电极界面反应的微观实景，也让原位液相透射电镜技术重回学术聚光灯下。

走进厦门大学化学化工学院、表界面化学全国重点实验室，没有科幻感，只有仪器管线与科研日常。银白色“原位样品杆”静置台上，划痕记录着千百次调试。廖洪钢教授身着白大褂，正俯身操作电子显微镜。屏幕上是黑白灰色的微观世界，锂硫电池界面的一些离子正以特殊的方式运动。“这就是证据，和我们以前想的不一样。”他平静地说着，像在介绍一位熟悉的老友、一件平常事，这是多年与微观世界打交道养成的沉稳。

故事的起点在2005年。当时，还在厦大读研究生的廖洪钢在实验中发现，一些纳米颗粒并没有长成理论预测的标准形状，反而像五角星或花朵。一个念头冒出来：能不能用电镜“看”到它们动态的生长过程？这个想法在当时遭到几乎一致的否定。传统电子显微镜必须在高真空下工作，观测的样本是干燥、静止的“死物”。想在液体或气体环境中看原子分子“现场直播”化学反应？主流观点认为这不可能，甚至有些“异想天开”。

但廖洪钢选择了一条更难的路：不买国外的现成设备，而是自己研发一套全新的系统。这份决心，部分源于厦大化学学科强调“自主研发仪器”的传统，也离不开孙世刚院士等前辈的支持。他记得，在早期攻关的某个深夜，他们终于在屏幕上首次清晰地捕捉到了纳米晶体生长的动态过程。那束微弱的光，照亮了前路。

真正的挑战在于把原理变成可靠的工具。其中，最大的难关是一种核心部件——原位芯片。它要在几平方毫米的硅片上，用仅10纳米厚的氮化硅薄膜制造一个“窗口”，既要能密封液体、承受反应，又要薄到能让电子束穿透、实现原子级成像。相关工艺技术被国外公司掌控。

2015年，廖洪钢全职回到厦大，并创办了厦门超新芯科技公司，目标就是将技术产业化。首要任务就是攻克芯片的封装工艺。他和团队在半导体加工车间里泡了数个月，反复调试参数，死磕每一个密封细节。最终，他们做出了性能达标的10纳米氮化硅原位芯片，分辨率达到原子级，而成本远低于国外产品。

有了“眼睛”，才能看见前所未见的世界。他们将目光投向锂硫电池，这是一种潜力巨大但问题也多（如寿命短）的下一代电池技术，其内部反应过程一直是个“黑匣子”。2023年，利用自主研发的设备持续数月的密集观测和分析，他们发现了全新的“电荷存储聚集反应”机制。这个发现不仅改写了教科书，更重要的是，为未来设计性能更好的电池提供了确凿的理论指导。科学发现的价值，最终要落到解决实际问题上。

创业之路并非坦途。2016年公司刚起步时，购买设备和研发投入巨大，很快耗尽了资金。2019年更是陷入绝境，连实验室的研究都难以为继。转机出现在一次偶然的机会——团队参加央视的创业节目，由此获得了1500万元的天使投资，加上厦门市“双百计划”的支持，才渡过了难关。回顾这些，廖洪钢觉得，科研就是这样，没有捷径，只能一步一个脚印走下去。

20年的坚持，换来了从基础原理到核心设备再到重大科学发现的完整闭环。荣誉是对过去的总结，而廖洪钢团队想得更远：如何让这项技术创造更大的价值？

如今，他们自主研发的原位电镜系统，已经不仅仅是自己课题组探索未知的工具。靠着自主研发的核心技术，厦门超新芯科技公司的产品已覆盖科研芯片、集成测量系统等10多个系列，在国内外上百所高校和科研机构得到应用，服务于材料、化工、生物等多个领域，累计实现了过亿元的产值。他们还与德国蔡司这样的行业巨头合作，共同推出了全球领先的纳米分辨液体原位电化学扫描方案。中国的原创技术，正在成为世界科研基础设施的一部分。

更值得称道的是，他们摸索出了一条“科研—产业—反哺科研”的独特路径。公司研发的最新设备，总是第一时间安装在厦大自己的实验室，用于挑战最前沿、最高难度的科学问题，接受最苛刻的检验，而科研一线在使用中产生的所有新需求、遇到的所有新问题，又会迅速反馈给工程团队，驱动产品快速迭代升级。科学探索与技术创新，在这里形成了互相滋养、彼此加速的良性循环。

作为在厦大从本科读到博士再回到这里任教的科研人，廖洪钢也将这种务实求真的作风传递给了学生。他常对学生说，实验数据是科研的根本，要尊重数据，要让数据自己说话，决不能浮于表面、追求虚名。

临近春节的厦门街头已挂起灯笼，洋溢着节日的气氛。而实验室里，灯光依旧明亮。廖洪钢和几名研究生还围在电镜前，低声讨论着屏幕上那些常人难以理解的跳动轨迹。探索微观世界永无止境。纳米尺度上，每一次微小的突破，都在拓展人类认知的边界。这束自厦大实验室亮起的光，如今正照向更远的地方。

（记者 李珂）

原载于2026年2月9日《福建日报》第8版