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时政热点:从0到1,最有意义的创新

2020-06-05 17:52:20 | 来源:人民日报 人民日报记者 朱 虹

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潜心于创新性研究,醉心于从0到1的突破,将天马行空的思路与脚踏实地的应用相结合——在南开大学80后材料学教授刘遵峰看来,新材料的世界魅力无穷。他的多项研究成果发表在国际权威期刊。在他眼中,做科研的基本素质是好奇心和意志力。

一件智能材料衣服,可以感知皮肤表面湿度,出汗时长袖变为短袖,汗干后又恢复如初……

一条人造蜘蛛丝,可以承受很大重量,缓慢拉伸且不会像橡皮筋一样快速回弹,当遇到高层火灾时,人们可以借助它缓降自救……

在南开大学化学学院80后教授、博士生导师刘遵峰的实验室里,这些大都会国际娱乐网址夜谭般的新材料,都已成为可能。《科学》等国际权威期刊发表了他的多项研究成果。

最喜欢——

通过科研改变人类生活

“人类的发展历程也是材料的发展历程,试想一下,如果我们能造出怎么拉都不会断的线,或许可以把地球和月球连接起来。”谈起材料学,刘遵峰神采奕奕。在他眼里,通过新型高分子功能材料研究,找出更强、更智能的材料,就是探索世界的奥秘。

刘遵峰坦言,他喜欢创新性研究,“做科研不跟风追热点,我最喜欢通过科研改变人类生活,我对未知充满好奇。”

2008年,刘遵峰到荷兰莱顿大学做博士后,合作导师帮他选的研究题目是纳米材料分离蛋白质,并辅助分析蛋白质的结构。这个课题很难,也很冷门,研究进展非常缓慢,好几年也没发表过重量级的论文。“但多年以后证明,当初的研究开创了一种新的方法来分析蛋白质的结构问题。”刘遵峰说,这段经历让他更深切地感受到,“创新性研究最为艰难,从0到1,是最有意义的创新。”

刘遵峰把目光投向了一个“零”。目前,空调和冰箱广泛应用压缩原理制冷,制冷效率一般低于60%。如何提升制冷效率?常用的改进思路着眼于更换制冷剂、结构设计等方式,而刘遵峰并不满足于此。他的团队参与的一项研究,初步证实了“扭热制冷”技术,这是一种新型柔性制冷方法,使用橡胶、钓鱼线、纺织线等材料像“扭麻花”一样实现制冷,制冷效率可以达到67%,还能降低制冷成本。“之前,人们并没有意识到这些普通的材料可以用来制冷。”刘遵峰说,这种新型制冷技术为制冷领域扩充了一个新的板块,为降低制冷领域能源损耗提供了新的途径。这一研究发现,刊载于2019年10月11日在线出版的《科学》杂志上,刘遵峰是论文的通讯大都会国际娱乐网址。

2013年,刘遵峰开始接触智能材料,他现在的科研创新主线是,通过分析利用材料的特殊结构,发现材料的新性质,找到新的应用。

在刘遵峰眼里,创新思路可以天马行空,但应用还得脚踏实地。“人工肌肉”可以模拟人类、动物的肌肉,在医学、航空航天等领域具有广泛的应用前景。然而,此前制备“人工肌肉”纤维主要采用纳米碳材料等,造价昂贵、工艺复杂、舒蚀蠖蓟峁视槔滞吩差。刘遵峰带着团队独辟蹊径,利用天然纯蚕丝代替传统纳米碳材料,不使用化学修饰和添加剂,通过常规工业流程来制作智能衣物。

最兴奋——

心中的问号被“拉直”

主持多个国家自然科学基金项目,入选国家、天津大都会国际娱乐网址等高端人才计划……刘遵峰的简历让人羡慕,然而他却坦言,自己本科成绩不拔尖,研究生也不是保送的,“我并不是老师眼中的学霸”。

学生时代,相比于刷题取得高分,刘遵峰更痴迷于弄清楚问题背后的原理。牛顿第二定律中,加速度表示的到底是什么意思呢?刘遵峰高中时曾对这个问题冥思苦想了一个星期。“这种思维模式,为我后来开展创新性研究打下了坚实的基础。”刘遵峰说。

1998年,刘遵峰考入南开大学化学系。在图书馆,刘遵峰发现了“新大陆”。每天除了上课,他几乎全部时间都泡在图书馆,对不同领域都有涉猎,经济、哲学、物理、生物等。回想起当年的经历,刘遵峰感慨万千:“大量涉猎各学科知识,极大地提升了我对事物的认知,这种认知方式促进了科研中的创新。”

刘遵峰说,他最兴奋的就是心中的问号被“拉直”。创新研究就像一棵大树,有了牢固的根基,还要有很多枝杈才能枝繁叶茂,枝杈多了发现新现象的可能性也会增加。“你得知道世界上有什么,才能知道没有什么”。在他的研究中,除了用到化学、材料学知识,还大量应用了物理、数学、生物等知识。

最希望——

学生为国家做更大贡献

2016年,刘遵峰到南开大学任教,担任博士生导师,带了十几个硕士和博士研究生。博士生王润忘不了研究“扭热制冷”项目时的一次经历。“当时测出‘扭热制冷’拉长7倍的橡胶收缩降温的温度数据一直很准确稳定,然而就在我们准备撰写论文的时候,数据突然变化了,相差1—2摄氏度。”王润回忆。

刘遵峰带着大家找原因。排查机器情况、样品制备是否重复、操作手法是否规范、计算是否错误,一一排除后,研究还是陷入了僵局。王润说:“我们百思不得其解,甚至怀疑之前的测试数据不准确。刘老师鼓励我们不要放弃,为了获得重复数据,折腾几个月很正常。”最终他们发现,原来是天津夏天湿度较大,造成实验数据发生了变化。

刘遵峰常说:“好奇心和意志力,是做科研的基本素质。”学生们都知道,如果受到批评,肯定是因为做事敷衍。刘老师乐观温和,对学生们关心而宽容。在刘遵峰眼里没有坏学生,“他们只是还没学会方法”。

“最希望我的学生快速成长,将来为国家做更大贡献。”刘遵峰说。

原标题:从0到1,最有意义的创新(治学)

文章来源:http://paper.people.com.cn/rmrb/html/2020-06/05/nw.D110000renmrb_20200605_1-12.htm

 

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(责任编辑:李茜)
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