第4875期:第09版 科技视点

刘遵峰:做材料他有一股创新执念

图为南开大学化学学院教授、博士生导师刘遵峰吴军辉摄

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

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,刘遵峰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。今年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”。

“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。


一条主线、多方拓展的科研模式


“进行创新性研究,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。

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。”


“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。

“只要坚持,没有什么克服不了的困难。”刘遵峰说,“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。”在探索世界、改变世界的道路上,他将继续一路向前。(陈曦)

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。