发现超级材料的香港科学家,或将在湖南产生重要成果
2018-12-03 23:18来源:湘声报-湖南政协新闻网 

640.JPG


12月1日,参加完一个重要活动,香港城市大学副校长、2018光华工程科技奖得主吕坚风尘仆仆赶至长沙。作为香港科教代表团的成员,此次湖南之行,对他来说,既亲切,又充满期待。


“这是我第六次来到湖南,以前都是去大学参与学术交流及合作,这次代表香港城市大学带着2个项目来签约,感受自然是不一样的。”面对湘声报记者,吕坚一脸笑意。

640.JPG


发现超级材料


让飞机减重,让汽车更安全,让5G信号穿透手机外壳,让手术植入的骨板、骨钉自然降解,这些看似毫不相关的课题,在吕坚这里都有了交集——将材料科学发挥到极致。


吕坚在材料科学领域深耕逾30年,2017年5月,他的研究成果——全球首创、强度最高的双相超纳镁合金材料的相关论文在《自然》杂志以封面文章形式发表,这也是中国结构材料领域在《自然》杂志上发表的首篇封面文章。


“我们在实验中发现了金属材料中的一种新结构,以前材料基本分为晶体和非晶,这个材料是介于晶体和非晶、在10纳米以下超小尺度的一种新结构,这个结构有望对未来的核材料产生新影响。”吕坚说。

640 (1).JPG


这种全新的超纳结构材料,除了性能好之外,其应用也非常广泛。吕坚用可降解假肢的应用举例说:现有的假肢材质一般由钛合金和不锈钢两种材料构成,使用这类假肢,如果需要取出或更换零件,则需再次手术,对身体的影响不言而喻;但如果运用可降解生物假肢,等骨头长好后,可降解生物假肢便会自然降解消失。


“超纳材料还可制成涂层加在人体膝盖、臀部的人工关节上,提高关节的抗磨损和抗腐蚀能力,更可减低患者对金属质地的人工关节出现敏感反应的风险。”吕坚说,这种材料在未来会对功能材料产生更多影响,在各个领域都将有广泛的应用前景。

640 (2).JPG



研发全球首次陶瓷4D打印


近期,吕坚的另一项科研成果再度受到关注——全球首次陶瓷4D打印和“陶瓷墨水”。


从事3D打印研究多年的吕坚,24年前在法国教育部与国家科学中心的机械系统与并行工程实验室担任主任时,当时的实验室就拥有全球早期的3D打印机器,而且是他工作中非常重要的工具。


4D陶瓷打印是在传统3D打印的基础上,增加了一个时间维度作为第四维度,优势包括能规模化地生产很多特殊结构的材料,以及能通过一个基本的产品,以不同的力产出不同的几何形状的陶瓷。


吕坚认为,这项新发明的突破性在于其整体概念和实施方案,还有“墨水”的设计,能打印出既坚固又形状复杂的陶瓷,加强了陶瓷在高科技领域的应用。


“新发明能应用于制造手机背板和航空发动机叶片,将来甚至能在航天领域作出贡献。”吕坚说,研究团队还打印出蝴蝶、悉尼大剧院、玫瑰等折纸结构的陶瓷,这为艺术家提供了很多新的创意空间。


30余年的积累,让吕坚获得了多项举世瞩目的科研成果。2018年,他获得中国工程科技领域的最高奖“光华工程科技奖”。


640 (3).JPG

吕坚(前排左一)与他的研究团队


时代的幸运儿


谈到成功的诀窍,吕坚说,自己从事工科研究工作,动力来源是兴趣,而来自家庭的影响是原动力。


吕坚的父母都是从事石油化工研究的高级知识分子,在父母的影响和支持下,他从小就立志要做科学家。


生于1961年的吕坚,祖籍江苏常州,是恢复高考后考入北京大学的“新三届”学生。回忆起那段读书时光,他感慨颇多:“当时北大学习氛围很好,本科生可以去旁听研究生的课。同学来自全国各行各业,年龄从15岁到30多岁的都有,都非常珍惜来之不易的学习机会,对知识有着特别的渴望。”


吕坚认为自己是时代的幸运儿,在考入北京大学化学系就读一个学期后,17岁的他便以优异的成绩,成为首批获国家奖学金公派赴法国贡比涅技术大学留学的学生之一,并于1986年获得博士学位。


“在法国,进入大学后,不同研究方向的学生都需上同样的课程, 2年填鸭式的学习后,再选择学习方向,而且选择专业的系统是开放的,文理转换比较容易。”吕坚认为,西方的大学给了学生更加准确的选择,不会因为一次考试就决定专业方向。

640 (4).JPG

吕坚获法国政府授予的国家荣誉军团勋章


与湖南深度合作


2005年,吕坚任香港理工大学机械工程系主任兼讲座教授,5年后受聘为香港城市大学科学及工程学院院长,如今担任香港城市大学副校长兼研究生院院长。


“选择香港,是因为香港更接轨国际,既可为国家做一些事情,也是施展和发展个人能力之地。”吕坚将数十年的研究成果和国外教学工作经验,倾注于香港城市大学的发展之中。


2006年、2017年,吕坚曾两次获得“法国国家荣誉骑士勋章”和“法国国家荣誉军团骑士勋章”,以表彰他在材料科学、机械工程以及力学研究等领域的贡献。2011年,他被法国国家技术科学院选为院士,成为该院近300名院士中首位华人院士。


5年前,吕坚承担了香港城市大学的内地事务,开始担任城大深圳研究院院长,并负责成都研究院、苏州高等研究院的相关事务。为此,他开始频繁往返于内地和香港,也深刻感受到香港与内地的开放度、紧密度在不断加强。

640 (5).JPG

12月2日,吕坚代表香港城市大学与湖南大学签署学术合作备忘录         湘声报记者曹劲风摄

“10年前我第一次来湖南,是到湘潭大学进行学术交流,还受聘为湘潭大学教育部重点实验室的学术委员会成员。后来,又与中南大学开展人才培养合作,在材料领域签订了联合培养博士计划。”多年来,吕坚与湖南的渊源颇深。


此次来湖南,吕坚是有备而来:香港城市大学与湖南大学签署学术合作备忘录,同时与省政协委员戴煜创办的湖南顶立科技有限公司签署共建“香港城市大学先进结构材料及增材制造湖南技术转移中心”框架协议。


“希望该中心成为香港城市大学科技成果转化基地,期待湖南更多企业与香港城市大学开展各形式的科技合作。”吕坚说。


“粤港澳大湾区的建设,有很多湖南人参与其中,可见湖南人才辈出。”吕坚说,如今湘港之间高铁3小时直达,交通的便利会带来湘港两地越来越多的交流与合作。


END

文|湘声报记者 寻晓燕 实习生 唐欣颖