【愛國奮鬥南開人】 南開大學「80後」材料學教授劉遵峰 —— 從0...

2021-01-07 南開大學新聞網

  核心閱讀

  潛心於創新性研究,醉心於從0到1的突破,將天馬行空的思路與腳踏實地的應用相結合——在南開大學80後材料學教授劉遵峰看來,新材料的世界魅力無窮。他的多項研究成果發表在國際權威期刊。在他眼中,做科研的基本素質是好奇心和意志力。

  

  一件智能材料衣服,可以感知皮膚表面溼度,出汗時長袖變為短袖,汗幹後又恢復如初……

  一條人造蜘蛛絲,可以承受很大重量,緩慢拉伸且不會像橡皮筋一樣快速回彈,當遇到高層火災時,人們可以藉助它緩降自救……

  在南開大學化學學院80後教授、博士生導師劉遵峰的實驗室裡,這些天方夜譚般的新材料,都已成為可能。《科學》等國際權威期刊發表了他的多項研究成果。

  最喜歡——

  通過科研改變人類生活

  「人類的發展歷程也是材料的發展歷程,試想一下,如果我們能造出怎麼拉都不會斷的線,或許可以把地球和月球連接起來。」談起材料學,劉遵峰神採奕奕。在他眼裡,通過新型高分子功能材料研究,找出更強、更智能的材料,就是探索世界的奧秘。

  劉遵峰坦言,他喜歡創新性研究,「做科研不跟風追熱點,我最喜歡通過科研改變人類生活,我對未知充滿好奇。」

  2008年,劉遵峰到荷蘭萊頓大學做博士後,合作導師幫他選的研究題目是納米材料分離蛋白質,並輔助分析蛋白質的結構。這個課題很難,也很冷門,研究進展非常緩慢,好幾年也沒發表過重量級的論文。「但多年以後證明,當初的研究開創了一種新的方法來分析蛋白質的結構問題。」劉遵峰說,這段經歷讓他更深切地感受到,「創新性研究最為艱難,從0到1,是最有意義的創新。」

  劉遵峰把目光投向了一個「零」。目前,空調和冰箱廣泛應用壓縮原理製冷,製冷效率一般低於60%。如何提升製冷效率?常用的改進思路著眼於更換製冷劑、結構設計等方式,而劉遵峰並不滿足於此。他的團隊參與的一項研究,初步證實了「扭熱製冷」技術,這是一種新型柔性製冷方法,使用橡膠、釣魚線、紡織線等材料像「扭麻花」一樣實現製冷,製冷效率可以達到67%,還能降低製冷成本。「之前,人們並沒有意識到這些普通的材料可以用來製冷。」劉遵峰說,這種新型製冷技術為製冷領域擴充了一個新的板塊,為降低製冷領域能源損耗提供了新的途徑。這一研究發現,刊載於2019年10月11日在線出版的《科學》雜誌上,劉遵峰是論文的通訊作者。

  2013年,劉遵峰開始接觸智能材料,他現在的科研創新主線是,通過分析利用材料的特殊結構,發現材料的新性質,找到新的應用。

  在劉遵峰眼裡,創新思路可以天馬行空,但應用還得腳踏實地。「人工肌肉」可以模擬人類、動物的肌肉,在醫學、航空航天等領域具有廣泛的應用前景。然而,此前製備「人工肌肉」纖維主要採用納米碳材料等,造價昂貴、工藝複雜、舒適性差。劉遵峰帶著團隊獨闢蹊徑,利用天然純蠶絲代替傳統納米碳材料,不使用化學修飾和添加劑,通過常規工業流程來製作智能衣物。

  最興奮——

  心中的問號被「拉直」

  主持多個國家自然科學基金項目,入選國家、天津市等高端人才計劃……劉遵峰的簡歷讓人羨慕,然而他卻坦言,自己本科成績不拔尖,研究生也不是保送的,「我並不是老師眼中的學霸」。

  學生時代,相比於刷題取得高分,劉遵峰更痴迷於弄清楚問題背後的原理。牛頓第二定律中,加速度表示的到底是什麼意思呢?劉遵峰高中時曾對這個問題冥思苦想了一個星期。「這種思維模式,為我後來開展創新性研究打下了堅實的基礎。」劉遵峰說。

  1998年,劉遵峰考入南開大學化學系。在圖書館,劉遵峰發現了「新大陸」。每天除了上課,他幾乎全部時間都泡在圖書館,對不同領域都有涉獵,經濟、哲學、物理、生物等。回想起當年的經歷,劉遵峰感慨萬千:「大量涉獵各學科知識,極大地提升了我對事物的認知,這種認知方式促進了科研中的創新。」

  劉遵峰說,他最興奮的就是心中的問號被「拉直」。創新研究就像一棵大樹,有了牢固的根基,還要有很多枝杈才能枝繁葉茂,枝杈多了發現新現象的可能性也會增加。「你得知道世界上有什麼,才能知道沒有什麼」。在他的研究中,除了用到化學、材料學知識,還大量應用了物理、數學、生物等知識。

  最希望——

  學生為國家作更大貢獻

  2016年,劉遵峰到南開大學任教,擔任博士生導師,帶了十幾個碩士和博士研究生。博士生王潤忘不了研究「扭熱製冷」項目時的一次經歷。「當時測出『扭熱製冷』拉長7倍的橡膠收縮降溫的溫度數據一直很準確穩定,然而就在我們準備撰寫論文的時候,數據突然變化了,相差1—2攝氏度。」王潤回憶。

  劉遵峰帶著大家找原因。排查機器情況、樣品製備是否重複、操作手法是否規範、計算是否錯誤,一一排除後,研究還是陷入了僵局。王潤說:「我們百思不得其解,甚至懷疑之前的測試數據不準確。劉老師鼓勵我們不要放棄,為了獲得重複數據,折騰幾個月很正常。」最終他們發現,原來是天津夏天溼度較大,造成實驗數據發生了變化。

  劉遵峰常說:「好奇心和意志力,是做科研的基本素質。」學生們都知道,如果受到批評,肯定是因為做事敷衍。劉老師樂觀溫和,對學生們關心而寬容。在劉遵峰眼裡沒有壞學生,「他們只是還沒學會方法」。

  「最希望我的學生快速成長,將來為國家做更大貢獻。」劉遵峰說。

    人民日報記者 朱 虹

相關焦點

  • 南開大學80後材料學教授劉遵峰——從0到1,最有意義的創新
    吳軍輝攝核心閱讀潛心於創新性研究,醉心於從0到1的突破,將天馬行空的思路與腳踏實地的應用相結合——在南開大學80後材料學教授劉遵峰看來,新材料的世界魅力無窮。他的多項研究成果發表在國際權威期刊。一件智能材料衣服,可以感知皮膚表面溼度,出汗時長袖變為短袖,汗幹後又恢復如初……一條人造蜘蛛絲,可以承受很大重量,緩慢拉伸且不會像橡皮筋一樣快速回彈,當遇到高層火災時,人們可以藉助它緩降自救……在南開大學化學學院80後教授、博士生導師劉遵峰的實驗室裡,這些天方夜譚般的新材料,都已成為可能。《科學》等國際權威期刊發表了他的多項研究成果。
  • 人造蜘蛛絲、人工肌肉……南開大學80後材料學教授劉遵峰——從0到...
    吳軍輝攝 潛心於創新性研究,醉心於從0到1的突破,將天馬行空的思路與腳踏實地的應用相結合——在南開大學80後材料學教授劉遵峰看來,新材料的世界魅力無窮。他的多項研究成果發表在國際權威期刊。在他眼中,做科研的基本素質是好奇心和意志力。
  • 從0到1,最有意義的創新(治學)
    人造蜘蛛絲、人工肌肉……南開大學80後材料學教授劉遵峰——  從0到1,最有意義的創新(治學)  本報記者 朱 虹  核心閱讀  潛心於創新性研究,醉心於從0到1的突破,將天馬行空的思路與腳踏實地的應用相結合——在南開大學80後材料學教授劉遵峰看來,新材料的世界魅力無窮。
  • 南開101從「新」出發——曹雪濤校長在南開大學2020級新生開學典禮...
    朝氣蓬勃的你們代表著國家的未來、南開的未來,希望你們熱情擁抱這個偉大的新時代,在南開大學建校的第101個年頭,開啟一段全新的、屬於你們的奮鬥徵程,與百年南開一起,從「新」出發!惟「守正」方能「創新」。百年來,南開人秉承「公能日新」的校訓精神,書就了一部興學救國、育才強國、奉獻報國的愛國奮鬥史,開國總理周恩來為黨和人民事業鞠躬盡瘁,「兩彈一星」元勳郭永懷為中國核事業發展獻出生命,老校長楊石先為填補新中國農藥化學研究的空白勇挑重擔,數學大師陳省身為把中國建成數學大國殫精竭慮,在中華民族實現從站起來到富起來再到強起來的歷史徵程中,鐫刻著一代代南開人將國家命運、民族命運、學校命運、個人命運緊密相系的奮鬥足跡
  • 博士在讀的副教授一作發Nature、80後教授半年發45篇論文...
    近期,就湧現出一批勇克難關的「80後」青年學者,不同於「90後」甚至「00後」的學術「後浪」,他們有著屬於自身時代的特性,以自己親身的學術經歷,描繪出了科研人乘風破浪的決心~上交大80後教授半年四大頂刊已發表24篇論文
  • 南開大學校長曹雪濤寄語畢業生:經此一「疫」,你們該懂得這些
    當然,作為承載著國家和民族希望的青年一代,作為以「愛國奮鬥、公能日新」為價值追求的南開人,我更希望你們,以縱觀歷史的視野和著眼未來的格局,給出你們的深入思考和時代註解:經此一「疫」,你們當對國家與個人的關係,有更直觀、更深刻的理解。疫情面前,每一個人都是一名戰士、一個鏈條、一道防線,14億中華兒女眾志成城,構築起堅如磐石的鋼鐵長城。「家是最小國,國是千萬家。」
  • 百年校慶前,南開大學再發一篇頂刊《science》文章!
    今天(10月11日)在線出版的《科學》(Science)雜誌刊文,報導了中國南開大學與美國德克薩斯州立大學達拉斯分校的一支國際聯合研究團隊研獲的一種柔性製冷新策略——「扭熱製冷」。他們發現,改變纖維內部的捻度可以實現降溫。由於製冷效率更高、體積更小且適用於天然橡膠、釣魚線以及鎳鈦合金等多種普通材料,基於這種方法製成的「扭熱冰箱」也變得前景可期。
  • 周總理:我是愛南開的!
    改革開放以來,南開大學煥發青春活力。1980年以後,南開大學為適應社會主義現代化建設需要,利用老專業基礎好的優勢,建立了一批新的專業和研究機構。到80年代中後期,南開大學發展成為一所包括人文社會科學、自然科學、技術科學、生命科學、管理科學及藝術等多學科的綜合大學。
  • 南開大學2020年錄取通知書異常驚豔!你想擁有它嗎
    通知書的外包裝上印有"101"的字樣,南開大學由嚴修、張伯苓秉承教育救國理念創辦,成立於1919年,2020年為南開大學建校第101年。"101"這一數字,既有百年南開厚重的底蘊,更有在新百年新徵程,奮力譜寫新篇章的蓬勃生氣!隨著指尖滑動,通知書上的畫面將在白天的津南校區圖書館與夜晚的八裡臺校區主樓間切換。
  • 最近,南開人又取得了哪些科研突破?
    南開師生在Science、Science Advances、Nature Electronics、Nature Catalysis、PNAS、JMC、Theranostics 等頂級學術期刊發表多篇論文,引起廣泛關注,也展現了南開人矢志一流、追求卓越的奮鬥姿態。下面,就請跟隨小編一起看看吧!
  • 南開大學展思輝教授榮獲第十六屆中國青年科技獎
    展思輝教授(左二)在實驗室南開大學環境科學與工程學院教授展思輝榮獲第十六屆中國青年科技獎。展思輝,南開大學教授,博士生導師,環境科學與工程學院副院長,長期從事環境汙染控制化學研究,針對汙染控制界面環境化學的過程、效能、機理三要素的相互作用機制這一科學問題開展了系統和深入研究,以環境汙染物控制的典型界面環境化學為研究方向,重點考察了典型環境汙染物在界面淨化反應發生的環境化學過程,闡明並揭示了固-液和固-氣界面特徵、過程參數等對汙染物控制界面環境化學的影響規律和作用原理。
  • 申泮文:愛國是心靈深處的「化學反應」
    1929年考入天津南開中學,1936年考入南開大學化工系,1940年畢業於西南聯合大學化學系。1946—1959年任南開大學化學系教員、副教授;1959—1978年任山西大學化學系副主任、教授;1978年起,任南開大學化學學院教授、博士生導師。1980年當選為中國科學院學部委員(中國科學院院士)。
  • 陳藎民:愛國奮鬥的「五四先驅」
    他就是陳藎民先生(1895-1981),北京工業學院(現北京理工大學)教授,我國近代著名數學家和教育家。愛國為民,「翻牆入院,痛打賣國賊」  陳藎民,原名陳宏勳,1895年7月5日生於浙江省天台縣一戶店員家庭,從小邊讀私塾,邊在家勞動。1916年,中學畢業後,陳藎民考入北京高等師範(現北京師範大學)數學系,從此開啟與數學結緣的一生。
  • 中國高校發力:浙大、西工大、南開、同濟在CNS頂級期刊發表論文!
    其中浙江大學餘倩教授團隊發表一篇Nature,西北工業大學、南開大學等發表一篇Science,同濟大學發表一篇Cell。從研究領域來看,除了一篇論文屬於生命科學領域外,其餘三篇均為材料科學領域。隨著中國科學家在各個研究領域的快速突破,相信未來原創性科研成果將越來越多。浙江大學再發Nature:高熵合金既強又韌的關鍵「基因」獲突破!
  • 這些中國的「第一」與「唯一」,都與南開大學有關!
    設立中國高校第一個博物館專業1982 年,80 級博物館專業學生在西安碑林實習。對面一排最右者是傅同欽,旁邊是張錫瑛,第三位是主講老師陳嘉祥1980年南開大學設立了中國高校第一個博物館專業,四十年來,南開文博專業的畢業生為中國文博事業的發展做出了重要貢獻,很多人在文博領域擔當重任。改革開放後,百廢待興。
  • 南開大學精彩學生社團推介第一彈
    導遊團南開大學導遊團成立於2006年,是天津市高校內首個社內學生導遊社團,極富南開特色。南開大學導遊團旨在培養一批深刻了解南開校史、滿懷愛國愛校熱情、代表南開風貌的優秀學生導遊,向全社會傳遞南開精神和南開聲音。
  • 南開大學黃有教授課題組最新科研進展
    黃有,南開大學教授1986年本科畢業於河南師範大學化學系,1997年於浙江大學化學系獲得有機化學博士學位。1997-1999年,在南開大學元素所進行博士後工作(合作導師:陳茹玉院士),1999-2002年,在大阪大學藥學院從事博士後研究(合作導師:Hidenobu Ohmori 和 Hatsuo Maeda)。2011年起,在南開大學化學院擔任教授、博士生導師。
  • 首屆南開大學科學研究獎重大成就獎獲得者周其林——以卓越科研...
    我國古代文學研究領域著名學者、文學院教授羅宗強,中國科學院院士、化學學院教授周其林獲得首屆南開大學科學研究獎重大成就獎。該獎授予為學校科研事業做出重大貢獻的科研工作者,其在專業領域內具有很高的知名度和影響力,取得國際領先的高水平創新性研究成果,產生重大學術貢獻或社會經濟效益。
  • 南開大學百年校慶,激發考研動力!學霸分享衝刺南開大學考研經驗
    南開大學百年校慶,你第一時間想到的是什麼呢?沒錯,她是我們敬愛的周總理的母校,南開大學是國家首批211工程、985工程、世界一流大學和一流學科建設高校,被譽為「學府北辰」。南開大學始於1904年,正式成立於1919年,是由由嚴修、張伯苓秉承教育救國理念創辦的綜合性大學,歷經滄桑輾轉於1946年回天津復校並改為國立;新中國成立後,成為文理並重的全國重點大學。