【人民网】“材料魔术师”是怎样炼成的？ ——

2020年06月21日
【人民网】“材料魔术师”是怎样炼成的？ ——记中国科学院院士、中国科学技术大学教授俞书宏

“如何通过人工合成珍珠母？”

非专业的人乍一看似乎觉得并无太大难处，但这一问题一度成为生物矿化和仿生材料研究领域的世界性难题，困扰全球顶尖科学家多年。

最终，中国科大教授俞书宏和他带领的团队将“不可能”变成了现实。

俞书宏自2002年回国以来，一直从事无机合成化学研究，建立了人工仿生合成珍珠母、人工木材等多级结构材料的合成方法，为促进我国相关研究达到世界领先水平作出了重要贡献，被誉为“材料魔术师”。去年11月，俞书宏成功当选中国科学院院士。

俞书宏 资料图

虚心向大自然学习

“大自然是一个神奇的魔术师，人类应该感恩大自然的启示。”这是俞书宏时常挂在嘴边的一句话。

所谓仿生材料，顾名思义是指模仿生物的特点或特性而开发的材料。俞书宏介绍，其回国后一直从事仿生材料领域的研究工作，不少灵感来自于大自然的启迪。

珍珠母是贝壳中的内层材料。天然珍珠母具备超常的硬度和韧性，大多人工合成材料无法兼得两种特性。人工模拟珍珠母的生长及合成一直是生物矿化和仿生材料研究领域的世界性难题。

“贝壳是一种很好的层状结构，一层一层堆积而成，这种砌墙式的砖泥结构的强度和韧性都非常好。我们正是受到自然界软体动物合成天然珍珠母‘砌墙策略’的启迪，创新采用了一种新的‘组装与矿化’法，从源头模拟自然界中珍珠母的形成过程，在世界上首次成功矿化合成了人工珍珠母。”俞书宏说，这种仿珍珠母材料的化学组分、结构，与天然珍珠母相似，具有优越的强度和韧性。

“而且我们只需要在两周内就能‘复制’珍珠母长达数年的自然形成过程，速度超其百倍。”

这项研究开创了材料仿生合成的新路径，也为类似结构材料的合成提供了新思路，可广泛应用于制备其他体系的人工材料，如人工骨骼、牙齿等。2016年10月，这一研究成果登上世界顶级学术期刊《科学》。

在软体动物“砌墙策略”的启发下，实现人工合成珍珠母；受北极熊毛发中空结构启发，研制出新型轻质保温隔热材料；模仿竹节的结构，成功制备出纳米“竹子”，为开发新型高效太阳能制氢材料提供了新途径……在大自然的启发和科研团队的努力下，一个个创新成果得以在实验室诞生。

“自然就像是一个先进的‘合成工厂’，不断制造出具有各种奇异功能的生物材料或生物体，通过对这些生物材料的结构和性能研究，能为人们在微尺度上的仿生材料设计开辟新的途径。我们应该虚心向大自然学习。”俞书宏说。

俞书宏院士（左三）指导学生进行新材料研发 徐旻昊 摄

坚持做“从0到1”的原创性研究

“做科研一定要志存高远，选准一个方向钻进去，多做原创性研究。”俞书宏说，做研究不能把视野局限在“短平快”的项目，要把格局放宽，坚持做“从0到1”的原创性研究。

俞书宏从2002年回到中国科大后，一直从事无机合成化学研究。虽然如今成果丰硕，但是曾经也面临过瓶颈期，而他从未气馁。

就拿研究珍珠母来说，看似平淡无奇的“碳酸钙”，俞书宏潜心钻研了十几年。如今，当初的坚持终于有了回报，从小小“碳酸钙”中诞生的新材料，已在航空、国防、民生等领域得到应用。

对“原创性”的孜孜追求，俞书宏不仅自己身体力行，也将这种理念传输给学生。

刘建伟教授是俞书宏科研团队的一员，也是俞书宏的学生。谈及导师对“原创性”的极致追求，刘建伟印象深刻。

“不要科研跟风，不要怕做‘冷板凳’。”2007年，刘建伟研一刚入学，便收到了导师的“严令”。

读研期间，刘建伟曾潜心研究“弱相互作用”。研二时，当他认为实验数据已经很翔实的时候，便写了一篇论文拿给俞书宏审阅。没想到论文被俞书宏直接打了回来，理由是研究还不够深入，缺乏亮点，可以继续挖掘。

“我当时带着疑惑，又潜心研究了一年。果然如导师所说，有了新的发现。最终，这篇论文在世界顶级期刊《美国化学会志》上发表。这样级别的期刊，一篇就可以获得博士毕业资格。”刘建伟说，当初如果没有导师的鞭策，自己是无法更进一步的。

“做科研就像跑马拉松，如果在最后几圈，你想挤进去，必须要有足够的力量和充分的准备。”俞书宏坦言，虽然付出了未必有回报，但不付出肯定没回报。

俞书宏和其团队 中国科学技术大学供图

不能围着“帽子”和“票子”转

在从事仿生材料研究的近二十年里，俞书宏屡屡创新，不断突破原有的成就。“不能围着‘帽子’和‘票子’转。”谈及心得，俞书宏如是说。

他指出，科技创新正在祖国大地蓬勃开展，这更迫切地需要广大科技工作者积极投身其中，奉献自己的智慧和力量。科研人员在确定自己科研方向时，不要总想着“帽子”和“票子”，要多结合国情，多思考国家战略和老百姓日常生活中的需求，用自己所学回报社会。

疫情初期，口罩、防护服等医疗资源一度十分紧缺。俞书宏第一时间抽调其团队的科研人员进行科研攻关。

“我们采用纳米材料制成的防护服和口罩，既能满足防护需求，透气性也很好。虽然目前还未从实验室走向市场，但是未来的应用前景十分广阔。”刘建伟说，老师总教导我们，科研人员既要着眼于基础性研究，也要围绕国家需求，积极推动科研成果的转化和应用。

俞书宏用自己近二十年如一日的努力践行着内心的追求。虽然早已荣膺多项荣誉，但他始终保持着一个科研人员的本分。

“即使俞老师早已成为别人眼中的‘大牛’，但他的脚步从未停止。”合肥微尺度物质科学国家研究中心纳米材料与化学研究部副研究员高怀岭说，俞老师从来没有周末的概念，他把实验室当成了家，每天早上7点到实验室，直到晚上11点才会离开，多年来一直如此。

“1.01的365次方等于37.8，0.99的365次方等于0.03。每天多努力一点和少努力一点，一年365天累积下来的结果差距是巨大的。任何的成绩，都是下一步的起点，科学研究永远在路上。”俞书宏说。

2020年06月20日06:51  来源：人民网-安徽频道

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