薛庆忠潜心研究、长期专注于材料物理、新型碳材料、新能源材料等领域的科研工作，现在已经在这些领域取得了可喜的成就。薛庆忠坦言，每一项科学研究成果的诞生都不是一蹴而就，每一个成果的背后，需要一个团队付出巨大的努力，而团队中的每个人都需要发挥他们自己的光和热。他很注重培养团队中人才的创新能力、科研能力和个人管理能力，他认为这些才是科研团队的核心力量。而这些能力都来自于科研任务、日常生活中的不断学习与积累。
初到清华大学时，让薛庆忠印象最深刻的一件事就是第一天晚上8点多的时候，他到学校里散步，远远望去食堂灯火通明。他当时非常奇怪，为什么这么晚了食堂还亮着灯。短短几步路程走到食堂门口一看，发现里面学生济济一堂，满是上自习的同学。原来，当时清华大学的教学楼有限，所以很多学生选择将食堂当做自习室，将书本摆上饭桌继续学习。同时，不少清华学子每天都会用一张表来管理好自己一天的时间，每个时间段标注好自己应该干的事情。这样会非常有规律，也把碎片化的时间压缩到了最少。相比之下，现在不少学生可能一周连40个小时的学习时间都不到，大量的时间用在刷微博、朋友圈上。这是薛庆忠不愿意看到的，他希望学生将这些惰习尽早摒弃，管理好时间，养成勤奋的学习态度。
薛庆忠为学生授课
薛庆忠重视国际交流，经常阅读国际一流期刊上的最新科研论文，他认为国际一流期刊上的论文往往具有很强的创新性。认真阅读、分析和研究国际一流成果，可以开拓学术视野，了解国际学术前沿，往往还可以从中发现一些前沿课题。这一点，薛庆忠深有感触。
早在2003年，他在阅读Applied Physics Letters时，发现一篇美国阿岗国家重点实验室关于“纳米流体”热导率的实验论文。他们发现“纳米流体”的热传导性能异常优越，但是传统理论却无法解释他们的实验现象。这是世界上首次提出“纳米流体”的概念。他分析了该课题组的实验结果后，首次将界面热阻概念引入“纳米流体”的热传导模型，从理论上对他们的实验结果做出了解释，并撰写论文发表在Physics Letters上。结果，该论文马上引起国际学术界的关注，目前，该论文已经被他人在Physical Review Letters等国际一流刊物上发表的论文引用370多次，成为该研究领域具有里程碑意义的论文。
国际学术交流与合作不仅可以快速开拓学术视野，有时还可以使我们直接从事国际前沿课题的研究。2007年，薛庆忠在美国哈佛大学做访问学者时，发现有的课题组正在开展一种叫“Graphene”(石墨烯)的新型碳材料的研究。碳材料是他的本行，可是此前他从来就没有听说过这种材料。他感觉这种材料可能挺有价值。于是，回国后他和他的课题组就开始对这种材料进行研究。经过几年的努力，课题组利用分子动力学方法在国际上首次提供了一种制备石墨烯/碳纳米管同轴电缆的方法，并发现利用该方法可以制备出世界上最薄的二极管。论文成稿后，石墨烯的发现者海姆(2010年诺贝尔物理学奖的获得者)恰好访问与薛庆忠合作的丹麦的课题组。海姆阅读了他们的论文后，对该工作给出了很好的评价。不久，该文章就发表在国际著名刊物Small上。随后又被Nature China选为“研究亮点”。薛庆忠就是这样在国际交流中赢得机会，与更多国际一流团队展开合作。
每每提到科研，创新都是每个人最先想到的词汇，但薛庆忠更加强调“质疑”的重要性。科研过程中，最重要的“技能”就是敢于质疑。这一点，常年工作奋斗在材料科研第一线的薛庆忠感受最为明显。前几年，他和研究生在研究一种材料的电学特性时，偶尔发现该材料的电学特性在空气中和真空中存在差别。一开始，薛庆忠和研究生们都以为是电极连接可能在真空室中出现了脱落，但是，当样品重新放回空气中时，其电学特性又恢复如初。这个现象以前从来没有遇到过，让他们困惑了很久。直到一天，薛庆忠尝试改变以前惯有的想法，提出一种新的可能：“这种现象的发生是气压改变了材料的电学特性”。想到这儿，他立刻联系自己的研究生，针对气压对该材料电学特性的影响进行了系统地研究，结果发现这种材料确实具有非常优秀的气压敏感性。这个结果令他的团队非常欣喜！在薛庆忠的带领下，他们首先为该材料申请了发明专利，然后将论文投到国际应用物理学顶尖期刊Applied Physics Letters上，论文很快被接收发表，同时他们也享有了该项成果的发明专利。薛庆忠用自己的行动证明质疑对创新对科学技术进步的重要意义。
目前，薛庆忠已经在国际知名期刊上发表了100余篇高质量论文，所发表的论文被他人引用2600余次，第一作者论文单篇最高他引360余次。Nature Chemistry的副主编专门撰写了评论文章，对他的研究成果给予了高度评价，1篇论文被Nature China选为2010年度TOP10论文，在国际上逐渐建立了自己的学术影响。薛庆忠坚信从事基础科学研究需要耐得住寂寞，需要长时间点滴的积累，这样才有可能取得重要成果，浮躁的人很难取得成就。就像薛庆忠常说的那样：“科研很苦，但有时‘蓦然回首，那人却在灯火阑珊处’，豁然开朗，会带给你意想不到惊喜。”
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