刘遵峰:用原创性成果和技术,推动人类社会发展
走进南开大学化学学院教授、博士生导师刘遵峰的实验室,门口挂着漂亮的纱裙,实验台上养着蜘蛛,网兜里吊着鸡蛋……像极了卡通片里怪博士的实验室,到处充满奇思妙想。“我对未知世界充满好奇,现在从事的材料研究也是从某个方面去探索世界的奥秘。”喜欢思考的刘遵峰坦言,他科研的主旨就是探索未知世界,用原创性成果和技术,推动人类社会发展。
始终秉持创新思想的刘遵峰硕果累累,仅去年,他关于“扭热制冷”、“超强韧人造蜘蛛丝”、“人工肌肉”等多项科研成果,就分别发表在国际权威期刊《科学》、《自然—通讯》、《先进功能材料》上。日前,刘遵峰又一开创性的研究——“人工肌肉”软体机器人的研究也接近尾声,成果也即将对外发布。
研发“黑科技”,立足改变人类未来生活
如果给刘遵峰的研究贴上标签,在他学生和同事口中出现频率最高的词就是“有创造性”、“实用性强”。“扭热制冷”、“超强韧人造蜘蛛丝”、“人工肌肉”。每一个成果都原创性十足,而且刘遵峰研发的“黑科技”都立足于改变人类未来的生活。
在“人工肌肉”的研究中,刘遵峰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;“超强韧人造蜘蛛丝”这项研究,未来更是能解决高层火灾逃生难题。人们可以使用由“人造蜘蛛丝”制成的绳索实现缓降自救。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。
而且刘遵峰的研究成果可操作性非常强,比如原有的用于制备“人工肌肉”纤维材料,造价昂贵、工艺复杂、舒适性差,而刘遵峰利用天然纯蚕丝制备新型的“人工肌肉”纤维,不使用化学修饰和添加剂,通过常规工业流程就可以制作获得;刘遵峰采用了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”,而且这种新材料达到与天然蜘蛛丝几乎相当的力学性能。
“每个人做科研的主旨都不一样,我不喜欢跟风追热点,我最喜欢的就是创新,发展原创性成果和技术,以推动人类社会的发展。”刘遵峰说,同时发展成本低廉、容易操作的技术,更加容易惠及到大众。
说起热衷于创新,刘遵峰回忆说:“上高中时,我就不满足于背公式大量刷题,我更愿意思考这个公式是怎么推算出来的。”比如牛顿第二定律F=MA,他冥思苦想了一个星期,为什么力的大小等于物体的质量乘以加速度呢?通过在生活中的各种实践思索,刘遵峰终于“吃透”其中的原理,并且能把这个知识点轻松地应用于各种场景中。“其实那时候思考挺耽误我刷题考高分的,但是这种思维模式为我后来进行创新研究打下了坚实的基础。”刘遵峰笑着说。
刘遵峰的科研着眼于原始创新,其中“诺贝尔奖评选原则就是通过原始创新对人类做出了突破性的贡献。”博士毕业后,刘遵峰选择了荷兰莱顿大学读博士后。这里曾经有一个著名的“诺贝尔奖朋友圈”,当年那张几乎囊括当时世界上所有伟大科学家的著名合影中,有17人获得诺贝尔奖,其中爱因斯坦、洛伦兹、埃伦费斯特、费尔沙菲尔特等科学家都曾在莱顿大学任教,并对人类文明的发展做出了杰出的贡献。
“我在莱顿大学的导师(杨‧彼得‧亚伯拉罕教授)曾经是诺贝尔奖获得者的学生,参与过诺贝尔获奖课题的研究。”刘遵峰表示,这里学术氛围非常浓厚,当时老师帮他选的研究题目是纳米材料分离蛋白质,然后可以辅助分析蛋白质的结构。这个课题很难,也很冷门,因此研究进展缓慢,好几年也没发表过重量级的论文。但是亚伯拉罕教授非常有耐心,不会急功近利地要求出成果。
在欧洲留学的这段经历,让刘遵峰感慨颇多:“创新性研究是最为艰难的,但也是最有意义的,不急功近利的坚守,才是科研创新之道。”
涉猎广泛,建立创新科研生态
刘遵峰后来在美国做访问学者期间,开始接触智能材料。“在美国的研究就和实际应用联系得比较紧密了。”刘遵峰认为,进行创新性的研究,除了看书学习理论之外,进行实际的接触更容易发现其中的关键科学问题,熟悉后再做相关研究也就得心应手了。
这种从理论出发,结合实际的研究方法,也帮刘遵峰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,去发现材料的新性质。几年间,刘遵峰的“扭热制冷”、“超强韧人造蜘蛛丝”、“人工肌肉”等多个课题都取得了成果。