陈虹宇的自我定位是一位纳米领域的“魔法师”：他在修炼神奇的“魔法”，可以指挥小到看不见、摸不着的纳米颗粒，把它们变成我们想要的样子——比如，生长出纳米的箭头、带螺纹的纳米螺丝钉、空心的纳米葫芦，把一根纳米线盘成圆环，或者把一股纳米线扭成麻花绳……

过去15年，陈虹宇一直专注于如何丰富和精进他的“魔法工具箱”——即纳米尺度的合成方法学。这个隶属化学的研究方向，可以算是炙热的纳米领域中“人迹罕至”的冷门，甚至没有人知道，未来这些“魔法”将如何改变世界。

今年夏天，这位特立独行的“魔法师”决定来到西湖——不是短暂的“魔术之旅”，而是正式受聘为西湖大学理学院正教授。

01 专攻“纳米控制术”

纳米是长度的度量单位。一根头发的直径大约是0.05毫米，把它剖成5万层薄片，每层的厚度大约就是1纳米。也就是说，1纳米就是0.000001毫米。一般的纳米颗粒直径为1-100纳米，比宏观物体小很多，但又比分子大不少，所以才需要特殊的技术。

人们研究和开发纳米技术的目的，就是要实现对微观世界的有效控制。问题是，这种尺寸极其微小而数量又极其庞大的纳米颗粒，看不见、摸不着，如何给它们下“指令”，让它们乖乖站队形成理想结构？

陈虹宇寻找的就是这样的“魔法工具”：“我的兴趣就是推进纳米合成的控制力，发展新的合成方法，发现新的机理，并应用这些工具探索新的应用。”

“魔法”的纳米搅拌子，可以在微小的溶液体系内旋转，以达到搅拌的目的

这个角色有点像中国古代的木匠。任何一个有用的构型，比如鲁班的榫卯结构，应该不是第一次尝试就可以做出来的，即便是对宏观物体的控制力，也需要日积月累的发展。“我们的科研就是为创造纳米结构，发展新的‘锯子’、‘凿子’，并弄清楚怎么用，才能让漂浮在溶液中数以亿计的纳米颗粒，都乖乖变成我们想要的形状。”陈虹宇说。

那么所谓的“新工具”，和传统的纳米合成有什么区别？陈虹宇说，传统的纳米合成更多依赖“晶面控制”做出很多种形貌，好比使用工具A，可以得到一个六面的正方体，使用工具B可以得到八面体，使用工具C可以得到纳米棒……他们的共同特征都是“对称的晶体”。

“但科研的魅力是百花齐放，不应该像行道树那样整齐划一，也只有更丰富的工具，才能创造五彩缤纷的世界。”

陈虹宇他们探索出了如何把纳米线拧成一根“绳子”；找到了在纳米球上“长”出箭头的办法；还有如何让被包住的金棒两端不断收缩，从而实现了纳米维度定点生长的“模具”……虽尚不能随心所欲，却也小有成就。

让飘在溶液中的纳米线自发编织成为麻花绳

接踵而至的问题是，拥有这样的“魔法”对现实生活而言有什么意义？陈虹宇回答：“不知道”。

“或许我们可以把突破之前吃的‘六张饼’，称为合成方法学，而吃饱的‘第七张饼’，称为应用研发。应用肯定能带来更大的社会价值和影响力，但老想吃‘第七张饼’也是不对的，尤其是对新兴的纳米领域。我做的合成方法是基础，有了更丰富的‘工具箱’，大家就可以从中挑选相应的工具来做新的结构，这是下一步探索和应用的前提。如果没有工具，我们甚至不知道将会错过什么。”合成过程中的新反应、新路径，在构建新型纳米结构的同时，也为纳米应用探索提供基本素材和理论借鉴。

事实上，陈虹宇执着地认为，不光是微观的合成挑战，所有的科学工作者，都应该努力开发自己独特的“工具”，可以避免重复投入，更高效地为我们打开新世界。

02 从阳台上走出的“魔法师

纳米研究的领域很广，为何陈虹宇对于小众的纳米合成控制力情有独钟？

“第一次接触纳米是在康奈尔大学，2005年开始我在那里从事博士后工作”，陈虹宇回忆说。此前，他在耶鲁攻读博士学位，六年多时间里主要研究“锰化合物催化水产生氧气的能力”，了解这种化合物在光合作用中的关键性作用。

在康奈尔，他接触到了微生物学，他的导师主要做抗体研究，当时丢给陈虹宇的课题是：把抗体“绑”到纳米颗粒上。正是在这个过程中，他接触到了物理、化学、微加工、电子工程等诸多领域的科研人才，不仅大大提升了科研技能，也对纳米这个领域产生了浓厚的兴趣。“等要开始独立做研究时，我就想着能否把博士后的课题再延续下去，往更有趣的方向延伸。”

有趣，这是陈虹宇人生中的一个关键词。

从小，陈虹宇就是个“好奇宝宝”。放学路上，被自行车摊的修理场面迷住了，一驻足就围观了三个小时；收集了三四十种药品，在家里的阳台上捣鼓一场场化学实验，这也是他。

92年的“陈虹宇实验室”

“我很喜欢化学，经常琢磨可以做什么好玩的实验。”比如老师讲到化学平衡的时候，氯气溶于水可以产生次氯酸和盐酸——他就在家里尝试自制氯气，倒过来做，把漂白粉加到盐酸里，幸好是在阳台，才没有发生重大事故（专业实验，切勿模仿）……

陈虹宇的妈妈是一名医生，初高中的暑假，她总会安排陈虹宇去打工体验生活。“我拉过车，做过节日灯，组装过微型电扇，管过粮仓。”很多细节已经忘记了，但那时候他就想明白了一件事：“我以后不要过单调的生活，我要每天都做不一样的有趣工作”。

后来的高考、选专业、选导师、选课题、找工作、找科研方向，大部分时候陈虹宇都是按着自己的兴趣来的。

2006年，恰逢新加坡南洋理工大学化学系始建，他在全球人才招聘中“杀出重围”，入职南洋理工大学。4年半时间里发表了大量高水平文章，并在2011年初升为终身副教授。随后历任化学系副主任、数理学院副院长、理学部副主任。

2016年，正在筹备建立“一个新的学院”的南京工业大学向他伸出橄榄枝。“我觉得是个有趣的尝试，毕竟以前都是自己做科研，建设一个新学院有太多未知的挑战。”陈虹宇放弃了在南洋理工大学的终身教职，参与组建先进化学制造研究院并担任执行院长，埋头又干了五年。

现在，他又选择来到西湖，因为感到这里“everything is different”。陈虹宇举了几个简单例子：西湖招博士研究生，面试都在半小时以上，非常认真；西湖的行政人员，是他见过最“强”的。“我在耶鲁、康奈尔、南洋理工都待过，在西湖大学，你问过的事情，都会有行政同事追着你把这个事情‘做完’”；更重要的是，做选择的时候，基本上所有的考虑都是以学术为重点，“作为一个科研人员，你会很希望自己会是这样的群体中的一员……”

对他来说，科研的方法，管理学生的技巧，出国回国找工作，都是一个个有趣的实验，有挑战、有激情，而“西湖大学是我们国家学术创新的一个重要实验，我很有幸能参与其中”。

“所以，与其说有什么力量在激励着我，还不如说我很清楚我不想要什么（无趣的生活）。我很感激一路上遇到的很多伯乐，不嫌弃我的轻狂和特立独行，教会我，支持我。”

03 续写西湖“新魔术”

有了理想的环境，接下来，陈虹宇计划在西湖大学继续利用纳米合成的控制力，开展一些和以前不一样的研究。

“因为有‘工具箱’，我可以创建复杂的纳米结构，要全世界都还没人能做到的那种。那么复杂了以后做什么？我想可以跟生物质结合在一起，才能做出点‘有意思’的互动。比如理解生命起源中的一些鸡生蛋、蛋生鸡的问题；又比如在一个封闭系统里，把蛋白质、DNA框起来，进行复制，或者保存一些生命体的部分特征……”

陈虹宇觉得西湖大学的学术氛围，非常适合他开展这样长期的，不急于出成果、发paper的“crazy goal”。“我不想跟随别人走过的路，老想做一些‘剑走偏锋’的事情。”

这样的“特立独行”是“科学家陈虹宇”的惯性，也是“博导陈虹宇”的特质。

陈虹宇指导博士生

“我希望学生能有self-motivation，就是说对科学有兴趣，而不是只是为了拿学位、为了赚钱。我希望他们能发自内心喜欢科研，不见得非要是为了‘全人类’那么崇高，只要纯粹的喜欢就行了。”

“一个人要想成功才能成功，天天照着菜谱一克糖两克盐，不管三七二十一做到尾然后捧着数据问老师，那是坐班式的科研，是很难成功的。应该仔细观察实验对比细节，要分辨分析，像买房买车那样，处心积虑到处搜集信息找人讨论，琢磨不出东西了还接着琢磨，才会慢慢找到出路。”

为此，陈虹宇专门开了一个公众号，叫“峨大辩论赛”，“跟着导师学什么”、“写给硕博毕业生”、“写给研一新生”、“成长的标志”……每一篇都是他作为导师对学生“望闻问切”之后的经验之谈。

“'The most important product of a university is not its research, but its people.'这是我以前的导师说过的一句话。我们的工作就是看能不能触动学生的灵魂，把他们的动力给激发出来。”“魔法师”陈虹宇说。