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【身边交大人】材料奥秘的探究者
来源:交大新闻网 日期 2014-10-21 09:42 点击:

秋夜微凉,走在校园里却从不曾觉得冷清。一簇簇或橘黄或莹白的灯光从各栋楼宇中映射出来,照亮着那些步履匆匆的身影。记者好奇,是什么样的魔力吸引着这群人,让他们8小时之后依然回归,坚守在这温暖的灯光下,直至深夜。10月的一个夜晚,在兴庆校区梧桐西道的微纳中心,记者遇到了一群立志探索材料奥秘的研究生。

梦想:材料让世界更美好

推开312房门,博士生刘博宇正在观察白天做实验获得的镁合金柱体样品压缩录像,分析数据,研究其压缩强度和变形规律。他和金属镁“打交道”已经4年多了。在309,硕士生丁明帅正在撰写报告《空气细粒子的成分、形貌和力学性质研究》,为24-29日去海口参加第二届世界青年科学家先进材料大会做准备。

博士生刘博宇在电脑上处理实验结果

“关于金属铝在氢气中的力学行为,我们最近的两组实验数据都指向了一个令人兴奋的奇特结果”,在二楼的会议室,博士生解德刚正在汇报最近的研究进展。这是微纳中心环境电子显微镜小组一次特别的组会,单智伟教授、韩卫忠副教授、王章洁老师也参与其中……如同过去一样,微纳中心晚间依旧灯火通明,大部分老师和同学都回到办公室、实验室。弹性应变工程、液态金属电池、特定气氛下微纳米尺度材料力学行为、金属的辐射效应……继续与这些有意思的研究“较劲”,他们乐在其中。

“轻质高强合金是汽车和航空航天领域亟需的材料。镁的密度是钢的1/5,是一种极具潜力的轻质材料。镁合金的设计、变形加工与服役失效都与其力学行为密切相关,我做的研究就是从微纳米尺度研究镁的力学性能。”刘博宇“钟情”金属镁,他的科研理想就是挖掘镁的“潜力”,开发更具优势的新型材料。

和刘博宇一样,在这群探究者看来,材料是构成世间万物的基础,材料的世界五彩斑斓,琳琅美丽,他们的梦想,就是探索缤纷的材料世界,改进或开发材料,用科技让世界更美好。

追梦之旅的感悟

果毅力行是交大人的传统。有梦就去追,在逐梦的旅途中,这群探索者也有自己的科研感悟。

要敢于挑战权威

今年2月,在第142届美国矿物、金属和材料学会(TMS)上,刘博宇和导师单智伟教授、美国密西西比州立大学李斌博士共同荣获了2013年度轻金属分会最佳基础研究奖,这是对他发现金属室温塑性变形新机制这一优秀原创性研究的表彰。“做科研一定要有勇气挑战权威”,这是这项持续4年的研究带给刘博宇最大的震动。

他至今仍清楚地记得:2011元旦,如同往常一般,他向导师汇报实验结果,其中一个和教科书有偏差的小细节并未引起他过多的注意:镁合金塑性变形的晶体“长胖”了。“我从没想过教科书会是错的,以为很小的偏差是正常的,但单老师敏锐地发现这其中大有文章。”当时研一的刘博宇没想到,因为这小小的细节,他在金属镁中发现了除位错滑移和形变孪晶外的第三种室温塑性变形的新机制,刷新了人们对镁合金塑性行为的了解,历时4年的研究已于今年初在Nature Communications期刊在线发表。

要有国际化的视野

在2012年的TMS会议上,刘博宇遇到了镁合金领域的专家李斌博士,并抓住机会与其讨论镁合金的力学行为问题,他的发现吸引了李斌博士加入其中。在随后两年的深入研究中,该课题取得了突破性的进展。“中心的研究范围很广泛,也鼓励大家做不同背景的研究。老师不一定在所有领域都是专家,所以导师常常跟我说,方法很重要,你学会了方法视野要更开阔,要勇于找本领域的专家去学习。”对刘博宇来说,微纳中心不仅是拥有一流设备的科研平台,更是放眼世界的大窗口。

来自澳大利亚昆士兰科技大学的博士生阿日新和刘博宇在同一间研究生办公室工作,他研究的是纳米纤维机械性能,需要同时用到电子束/聚焦离子束双束系统和在高分辨透射电镜下的原位定量纳米力学测试系统,而全世界仅有少数实验室拥有这样的条件。在向微纳中心提出申请后,他很快获得了来西安交大访学3个月的机会。“这里的硬件条件和人文环境都很不错,科研氛围和国外差不多,我来了直接就可以融入”,阿日新说。

要服务国家社会

关于雾霾的研究此前大多围绕雾霾颗粒的来源和危害展开的,但雾霾颗粒具有很强的地域性特点,与许多因素息息相关。丁明帅收集了西安市的雾霾颗粒,用扫描电子显微镜对大气细粒子的形貌、成分及其力学性质进行了开创性的研究。通过两个月的采集分析,他和团队发现了一些文献中未曾报道过的雾霾颗粒,同时还利用微纳中心特有的精密设备测试了部分雾霾细小颗粒的力学性质,发现一些颗粒具有很高的硬度。“除了对人类健康的潜在影响外,这些硬质颗粒还可能进入精密轴承的滑轨、航空发动机等,对器械产生积累性损伤,缩短仪器的使用寿命。”丁明帅告诉记者。“科研应急国家社会所需,创新性地开展研究并为之努力奋斗,做出实质性贡献”,这是属于他的科研感悟。

雾霾颗粒图样

要勤奋踏实

“书山有路勤为径”,做科研没有捷径,即使再有前途的方向、再优秀的平台、再精良的团队也需要勤奋才能出成果。“早上6、7点到组里,晚上11、12点回,老师都这样以身作则,学生自然也会更勤奋。”博士生解德刚说。“研究生晚上继续学习科研再正常不过了。大家的想法很简单,中心很多设备都是高精密的,我们希望物尽其用而已。”不辜负社会的期望,不辜负学校的培养,不辜负自己的时光,这是博士生鲁鹏翰的想法。

环境电子显微镜小组组会

“当一种东西注入到血液中,成为一种习惯,就会自然而然地继续做下去,”微纳中心执行主任单智伟说。对这群材料奥秘的探究者来说,努力是一种习惯,探究是一种习惯,科研是一种习惯,习惯的种子播种下了,收获还会远吗?

小链接:

微纳中心成立于2009年,是西安交通大学和金属材料强度国家重点实验室的重点建设单位,中心致力于研究材料在微纳尺度的结构与行为,目标是建设国际一流的科研平台和学术交流中心,培养具有独立研究精神和团队协作能力的国际通用人才。

文字:新闻中心 程洪莉 通讯社 仉天聪 罗思凡
图片:郭小龙
编辑:星 火

 
 
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