msc215.com:刘遵峰: 做材料他有一股创新执念

2020-05-07 14:19:04 来源: 中国科技网-科技日报 作者: 陈曦

本文地址:http://824.433nsb.com/shipin/ktbj/2020-05/07/content_935321.shtml
文章摘要:msc215.com,太过匪夷所思了入口最大掌控者"tyc58.com"长剑和对方武器轨迹。

刘遵峰团队研发的弹性天线,在177%拉伸应变下,电导率远高于常规弹性导体,在120%拉伸应变下电阻只增加40%。图为刘遵峰(右二)展示弹性天线。吴军辉摄

人工肌肉、人造蜘蛛丝、弹性导体……天方夜谭般的新材料走进百姓生活——

门口挂着漂亮的纱裙,实验台上养着蜘蛛,网兜里吊着鸡蛋……南开大学化学学院教授、博士生导师刘遵峰的实验室像极了卡通片里怪博士的实验室,到处充满了奇思妙想。

“我们利用天然纯蚕丝制备了一种新型的人工肌肉纤维,可根据人的体温出汗程度,自动调节衣袖长短;研发了超强韧人造蜘蛛丝,当遇到高层火灾时,人们可以使用人造蜘蛛丝制成的绳索缓降自救。这根特殊的绳索可以承受人体重量,缓慢拉伸且不会像橡皮筋一样快速回弹……”

听起来有些天方夜谭,他却带领团队将它们一一变成了现实。去年,《科学》《自然·通讯》《先进功能材料》等国际权威期刊发了他的多项研究成果。4月底,刘遵峰接受笔者采访时表示,目前人工肌肉软体机器人的研究已接近尾声,成果即将对外发布。

“我对未知世界充满好奇。”刘遵峰说,新型高分子功能材料研究,就是在探索世界的奥秘。

“我不喜欢跟风追热点”

如果给刘遵峰的研究贴上标签,在他同事口中出现频率最高的两个词就是“有创造性”“实用性强”。

举例来说,人工肌肉可以模拟人类、动物的肌肉进行一定的运动,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的材料主要采用纳米碳材料等,用作衣料的话造价昂贵、工艺复杂、舒适性差。为此,他们独辟蹊径,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。再如,他们通过一种非常简单的方法,使用水凝胶纤维就能制备出人造蜘蛛丝,而且这种新材料可以达到与天然蜘蛛丝几乎相当的力学性能。

“做科研,我不跟风追热点,最喜欢的就是创新,希望通过创新性研究改变人类未来生活。”刘遵峰说,这是他一贯坚持的原则。

博士毕业后,他到荷兰莱顿大学做博士后,合作导师是曾经参与过诺贝尔获奖课题研究的杨·彼得·亚伯拉罕。亚伯拉罕教授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。”但亚伯拉罕教授非常有耐心,不会急功近利地要求出成果。

“多年以后证明,我在莱顿大学参与的研究课题非常好。”刘遵峰说。

2018年,在《科学》杂志评选的全球十大科学进展中,亚伯拉罕教授的研究工作位列其中,被认为是“一项可以进一步改变人类命运的研究”。“比如现在开发一种新药,需要先看清蛋白质结构,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。

欧洲留学的这段经历,让他更深切感受到:“创新性研究最为艰难,但也是最有意义的。不急功近利的坚守,才是科研创新之道。”

一条主线、多方拓展的科研模式

“进行创新性研究,msc215.com:除了看书学习理论,还要与实际相结合。”刘遵峰说。

2013年,他到美国做访问学者,开始接触智能材料,研究思路是如何通过材料的新性质带来创新性的应用,这让他的研究与实际更加紧密地联系在一起,也帮他树立了现在的科研创新主线——通过分析利用材料的特殊结构,发现材料的新性能。

几年间,刘遵峰从事的“扭热制冷”“超强韧人造蜘蛛丝”“人工肌肉”等研究都是围绕这一主线,均取得了不错的成果。

“这几个看似不搭界的研究用途不一样,但结构一致,都是主线的拓展。”刘遵峰认为,创新研究就像一棵大树,有了牢固的根基,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。另一方面,与现实生活相关的科研大多需要多学科交叉,特别是一个创新性研究,可能需要解决很多方面的问题才行。这种一条主线、多方拓展的科研模式,有利于建立良好的创新科研生态。

在刘遵峰这几项研究中,除了用到和他本专业相关的化学、材料学知识,还大量应用物理、数学、生物等学科知识。“对科研人员来说,多学科交叉是一个趋势,这就要求知识面广阔。”

这还非常挑战着人的意志力。“最怕就是数据出问题,还找不到原因。”

研究“扭热制冷”项目时遇到的困难,刘遵峰至今记忆犹新,“我们当时测出‘扭热制冷’拉长7倍的橡胶收缩降温为12.2摄氏度。如果将伸长和加捻均释放,该‘扭热制冷’降温可以达到16.4摄氏度。这个数据一直很准确稳定,6月份就在我们准备撰写论文的时候,我们发现数据变化了,相差1—2摄氏度”。

学生王润“吐槽”,平日里和蔼的刘遵峰“搞起科研来不留任何情面”。“发现数据有变化,刘老师带着我们找原因。排查机器有没有问题,样品制备是否重复,操作手法规不规范,计算是否出现了错误,一一排除后,研究还是陷入了僵局。”王润说。

到了9月份,实验数据又突然正常了。

“我们一开始也是百思不得其解,甚至怀疑我们之前的测试数据不准确。后来才发现,原来是天津的夏天湿度大,造成实验数据发生了变化。”刘遵峰说,为了获得重复数据,折腾几个月很正常。

“我并不是老师眼里的学霸”

主持多个国家自然科学基金项目,成果“弹性导体”入选美国《发现杂志》2015年度全球Top 100科学发现……在很多人眼里,刘遵峰拥有令人羡慕的简历,然而,他却坦言:“自己并不是老师眼中的学霸。”

“可能在应试教育下,老师最喜欢的学生是考高分的学生。”刘遵峰说,对于公式他要知其然还要知其所以然。

例如,牛顿第二定律F=MA,他高中时冥思苦想了一个星期,加速度表示的到底是什么意思呢?通过对生活中各种现象的思考,刘遵峰尽量“吃透”其中的原理,并且把这些知识应用于各种场景中。“其实那时候思考这些问题挺耽误刷题考高分的,但是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。”刘遵峰笑着说。

1998年,刘遵峰考入南开大学化学系。在那个互联网还不是很发达的年代,刘遵峰在图书馆发现了“新大陆”。“我太兴奋了,当时每天除了上课,几乎全部时间都泡在图书馆,经常看不同领域的书籍,包括经济、哲学、物理、生物等。”回想起当年的经历,刘遵峰感慨万千,“虽然当时我专业课成绩并不十分突出,但是大量涉猎各学科知识大大地提升了我对事物的认知。后来事实证明,这种认知方式促进了我在科研中的创新。”

“我硕士期间搞的研究也涉及了多个领域。”刘遵峰说,“当时课题比较冷门,研究经费也不是很充足。好多实验仪器是捡回来修理之后继续使用的。为了解决实验经费的问题,导师承接了一些企业的小课题。我做过中草药的项目,也帮企业设计过擦鞋机。”

尽管条件很艰苦,但在导师的指导下,刘遵峰硕士期间发表了3篇高质量的SCI论文。

“只要坚持,没有什么克服不了的困难。”他说。

“下一步,我们将继续完善已有的几个项目,同时也会进一步推动新的研发,使它们能够进入人们的生活。”刘遵峰说,在探索世界、改变世界的道路上,他将继续一路向前。

人物档案

刘遵峰,南开大学化学学院研究员,博士生导师。致力于先进功能高分子材料的制备、结构与性能研究,研发出人工肌肉、人造蜘蛛丝、弹性导体等多种高性能柔性智能高分子材料。在《科学》《自然·通讯》等期刊发表多篇论文,主持多项国家、省部级科研项目,入选国家、天津市等高端人才计划等,研究成果入选美国《发现杂志》2015年度全球TOP100科学发现。

加载更多>>
责任编辑:何沛苁
世博游戏游戏在线最高占成 万博娱乐平台代理 29gvb.com tyc586.com 上葡京牛牛
msc911.com 528sb.com msc335.com ag29.com 73sblive.com
523msc.com sun939.com 665sb.com 27gvb.com 07tyc.com
梦之城AG女优百家乐 sblive32.com 申博娱乐登入 rfd54.com msc712.com