导师风采
Introduction
您能否简单介绍一下目前团队的主要人员情况和主要科研方向?
我们团队目前有成员50余人,包括14位老师,30余名在读博士/硕士研究生。团队主要围绕非晶态材料的非平衡物理特性及磁电功能特性开展应用基础研究,主要的材料体系是非晶合金,它作为软磁材料在无线充电、5G通讯及高速电机等领域有着重要应用。近几年,团队也围绕月球土壤做了一些探索研究,发现月壤的非晶态物质可以捕获氦-3和氢,其中氦-3被誉为“太空燃料”,是非常重要的能源,氢可以作为未来产水的原材料。
您目前团队发展的愿景是什么呢?
非晶态材料因其在科学研究和新材料应用领域展现出的巨大潜力而备受关注。我们团队始终致力于从实际应用需求出发,识别关键问题,并将技术挑战转化为科学问题,最后再将相关科学发现转化为新型技术。团队研究方向分为基础研究和应用研究两大方向,目标是将基础研究成果纳入教科书,并推动应用研究成果在产业中的应用。目前,已有部分成果被收录于汪卫华院士编写的非晶态材料系列专著中,实现了部分目标。此外,团队研发的新材料和技术已在无线充电等领域取得应用进展,例如华为手机无线充电中使用的软磁片。未来,我们将继续推广退火技术,以提升软磁性能并保持材料的力学性能,实现基础研究成果的学术认可和应用成果的产业化发展。
Main fields of interest
对于您的研究工作中,目前最令您骄傲的内容或结果是什么呢?
最重要的是在非晶方面,回国十年来,经过持续深入研究,我们对非合金退火过程中的动力学和结构演化规律有了前所未有的认识。我们提出了“弛豫子”概念,类似于晶体中的声子,它是一种原子协同运动的元激发。这一概念简化了退火工艺的研究,并使我们能够设计出精准控制的退火工艺,以调控不同性能,如磁性能(矫顽力、磁导率、饱和磁感应强度等)以及力学性能等。该工作在基础研究领域达到了新的高度,并获得了国际同行的广泛认可和引用。其次就是在研究月球中的非晶态物质时的意外科学收获——在钛铁矿中发现了氦-3气泡资源和丰富的氢资源,这些氢资源有潜力用于制水。
您对课题组开展的研究领域的未来有何展望?
我们希望将开发的新材料及其配套加工技术,如退火技术和铁芯制造技术,广泛应用于产业界,推动电力电子领域的发展,并为日常生活带来便利。特别是在中国实现碳中和等重大战略中,非晶材料作为一种重要的绿色节能材料,由于其低发热量和低能耗特性,有望在电机、电感和无线充电等领域得到广泛应用。此外,我们认为在科研过程中培养人才至关重要,我们期望我们的学生和年轻员工能在科研工作中获得成长和提升。
关于月壤制水这一重大发现,能否展开讲一讲相关经历?
在研究月球非晶态物质的粘度特性时,我们意外地发现加热月壤能产生大量水蒸气和铁。这一过程原本旨在通过观察加热后气泡膨胀来了解月壤的粘弹性动力学性能,却揭示了月壤中储存的氢与铁氧化物在高温下发生氧化还原反应生成水的潜力。这一发现对于中国未来月球空间站或科研站的建设至关重要,因为水是必需资源,而月球极地虽有水资源,但含量有限且开采困难。我们的研究显示,月壤中的氢主要储存在钛铁矿和斜长石中,加热后能与月球的铁矿石反应生成水,尤其在太阳风辐照强烈的低纬度区域,这一过程更为可行。我们期望在中国科学院及省市单位的支持下,继续这一研究方向,从基础研究出发,为工程化应用提供关键科学支撑。
Advice to youth
您可否简单介绍一下您指导研究生的几点体会和收获?
在研究生教育和科研工作中,以下几点至关重要:
1、数据的重要性:正如俗话所说“巧妇难为无米之炊”,实验科学研究依赖于数据,因此必须脚踏实地进行实验,从而获取数据并推动研究进展。实验数据不仅是撰写论文的基石,更是产生后续科研成果的必要条件。
2、解放思想:研究生阶段,学生需要创造新知识,挖掘探索人类未知的事物,此时,已经不是学习行为,而是创造和发现新知识的过程,因此必须解放思想,发挥主观能动性,探索未知领域。
3、创新与兴趣:研究生应主动寻找自己感兴趣的问题,并运用创新方法解决问题。同时,培养对科研的兴趣至关重要,尤其是在面对日常枯燥的实验工作时,能够从中找到乐趣和价值。
您常与学生们交流,有什么特别的感受,或者令您印象最深刻的同学或事情?
我们组大部分学生表现良好,我认为踏实工作至关重要。研究生阶段,仅仅专注于实验是远远不够的,全面发展同样至关重要。在实验过程中,学生需要与老师和同学交流,使用公共设备,这锻炼了他们的交际能力。实验后,学生需要系统地整理所得数据,并精准地提炼出其中的亮点,以便于后续文章撰写和发表。此外,出色的写作能力和清晰的表达能力也是研究生不可或缺的素质,能够帮助学生更有效地展现自己的研究成果。因此,一个优秀的研究生应当注重全面发展。值得一提的是,我们组的陈霄同学目前在月壤研究领域表现出色。他行事踏实,对待任务能够有条不紊地稳步推进,且数据整理能力尤为出众,为团队研究生树立了良好的榜样。
您认为什么是科学工作者最重要的品质?您对于有志于从事科学研究的青年学生有什么建议?
在科研工作中,保持对科研的兴趣可能是最重要的品质之一。由于科研任务往往具体而细致,有时甚至枯燥,因此对科研成果的期待以及在取得进展时的由衷喜悦是至关重要的。此外,科研之路从不乏挑战与困难,面对这些障碍,持之以恒与坚韧不拔的态度同样不可或缺,不应轻易被小困难击倒,坚持可能会迎来转机。
您对于研究生的职业发展规划,在求职或者是深造方面有什么样的建议?
我认为研究生的职业规划应与国家需求和领域发展趋势相结合。当前中国与其他国家在高科技领域的竞争促使对高素质人才的需求增加,研究生应抓住这一机遇,不必局限于高校和科研院所,而应考虑投身于企业,帮助推动技术升级和研发。历史上,许多科学规律如热力学和量子力学都是从生产实践中总结出来的,说明应用端的发展往往先于理论。因此,投身于研发型企业可能是孕育下一次产业或科技革命的机会,研究生应拓宽视野,不要排斥进入企业工作。
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