80后博导冯晶:植根西部书写最美科研青春

发布时间:2018/05/25
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“想在材料研究这条道路上一直坚持下去,我不知道未来会怎么样,但就是想一直坚持下去。”站在几张摆放着仪器的旧桌子之间,昆明理工大学材料学与工程学院教授、博士生导师冯晶这样说。

  3年前,这位哈佛“学霸”选择响应国家的号召,回祖国、回西部、回母校。如今,这位不过33岁的“80后”青年博导,已经带着自己的研究团队在这几间看似不起眼的狭小实验室里做出了一番令人惊叹的成绩:获得国家发明专利15项,其中9项进入Derwent世界专利数据库;主持8项国家/省部级课题,经费总额达2100万元;开发了具有自主知识产权、达到世界领先水准的下一代国防航空发动机涂层材料与技术,更为西部边疆地区培养了多名优秀国际前沿领域科技人才……

昆明理工大学材料科学与工程学院主任冯晶。本人供图

  砥志研思,成就斐然业内领航

  冯晶本科就读于昆明理工大学,大二开始,他就在实验室里帮老师做一些基础工作,从中慢慢理解了什么是科研,并自此彻底喜欢上了材料这个行业。本科毕业时,冯晶发表7篇论文、3篇SCI论文,这个成绩即便是国内外一流名校的尖子生也难以企及。

  2008年,带着18篇SCI论文完成硕士学业的他进入清华大学,成为一名博士研究生。“刚进入这所知名大学的时候,我其实很自卑,因为我感觉自己和别人的差距很大。所以我想通过自己的努力来弥补。实验生活其实很枯燥,但是只要每天能学习到一点点东西,就感到很兴奋。”

  带着这样的感悟,冯晶在实验室度过了自己在校生活的绝大部分时间,在材料学院,他是每天最晚回到宿舍的学生,“材料学院是晚上11点关楼门,我一般是凌晨2、3点才离开。为此,我自己弄了把钥匙,二楼虽然不高,但是也不能每天往下跳。”冯晶笑着回忆了这段生活。

  奋斗之花总会结出最美的果实,热爱与坚持使冯晶在专业领域取得了一个又一个成就。博士毕业的冯晶没有停止学习的脚步,他选择了远赴大洋彼岸,师从美国工程院院士、哈佛大学教授David R Clarke 继续开展材料研究。

  冯晶目前的研究成果中,最令世人瞩目也最令他自己骄傲的要数已达国际先进水平的热障涂层材料,这一成果在他近16年的研究生涯中具有里程碑意义。

  热障涂层利用陶瓷的隔热和抗腐蚀特点来保护金属材料,以达到提高性能、提高可靠性和延长使用寿命的目的,在航空、航天、大型火力发电和冶金、石油、化工等行业管道运输等方面都有非常重要的应用价值。国际上相关研究始于20世纪40年代末50年代初,传统的热障涂层使用的是氧化钇部分稳定氧化锆材料,由于材料一直处于亚稳态,导致这种材料在高温下很容易失效。

  为此,研究新的陶瓷热障涂层材料受到各国高度重视,GE、西门子、三菱等企业都在紧锣密鼓地进行这方面的工作,欲使热障涂层材料将燃气轮机的燃烧温度提高到1600-1800℃甚至更高的温度。

  作为材料学家中的一员,冯晶进行的就是包括锆酸钐、钽酸钇、稀土铝酸盐在内的一系列新型陶瓷热障涂层材料的研究。

  冯晶的团队研究的陶瓷热障涂层材料可以使燃气轮机在1600℃的高温下持续工作,创下了目前世界上燃气轮机燃烧的最高温度记录。提到自己的研究成果,冯晶满脸自豪,“我们研发的陶瓷热障涂层材料已经在除军事以外的其他领域实现了完全国产化的应用,一旦新材料取代现役材料投入使用,将解决我国航空领域的许多根本性问题。”

昆明理工大学材料科学与工程学院主任冯晶。本人供图

  矢志不渝,投身西部建设边疆

  在实现中国梦的漫漫征途中,科技的发展进步无疑是其中的重要一环,正如习近平总书记所说,“中国要强,中国人民生活要好,必须有强大科技。”而强大科技的背后,是万万千千的科技人夙兴夜寐的上下求索。听着钱学森、钱伟长、邓稼先、李四光等伟大科学家学成归国的故事长大,在人生与事业的十字路口,冯晶做出了与先辈们同样的抉择。

  2015年,冯晶毅然离开能提供优厚待遇的哈佛大学,作为中组部“千人计划”青年人才回到母校——昆明理工大学任教,支持西部边疆地区的教育科研事业。这一决定,既是冯晶自觉用习近平总书记讲话精神武装头脑,矢志不渝听党话、跟党走,以实际行动响应国家“一带一路”政策号召的体现,又透出这个青年科研工作者“不忘本”的赤子之心。

  “比起东部,西部更需要人才和技术,个人的力量虽然微小,但我觉得这是我的责任。”正因为曾在云南待了很多年,所以才对西部地区教育和科技落后的情况更加了解,而当被问及为什么选择昆明理工大学时,冯晶笑言,是“母校情结”起的作用,“昆工是我的福地,是我科研梦想起步的地方,学校给我提供了很好的条件。我要回报我的母校,也希望自己多年的所学能为科研力量匮乏的西部边陲出一分力。”

  3年来,冯晶默默耕耘在自己的岗位,目前已主持国家/省部级课题8项,开发了具有自主知识产权的下一代国防航空发动机涂层材料与技术,同时为西部边疆地区培养了多名优秀国际前沿领域科技人才,先后荣获“归国人才创新创业奖”“杰出青年科学家奖——2015中国科学年度人物”“中国建材联合会自然科学一等奖”“中国产学研创新成果一等奖”等,获得授权国际发明专利1项,国家发明专利15项,其中9项进入Derwent世界专利数据库,3项成果实现产业化,取得了良好的社会和经济效益。

  除了继续在陶瓷材料方面纵深挖掘,以向航空航天领域提供更多有应用价值的新材料,冯晶还投身于云南省急需的新材料的研发与应用。2017年,云南启动了稀贵金属基因工程项目,冯晶作为计算与数据库的首席科学家,负责云南稀贵金属材料的“基因组”数据库建设。

  “传统的材料研究要10至20年,但有了数据库,不仅研发时间和研发成本将缩减一半,还能把相关产业链拉长,开发出一些新产品。产品的科技含量增加,经济发展才有底气。”冯晶的一番话,道出了手头工作的重大意义。

昆明理工大学材料科学与工程学院主任冯晶。本人供图

  循循善诱,春风化雨培育栋梁

  在谈及促进科技进步时,冯晶特别表达了对年轻人的重视,“年轻人是未来科技发展的中流砥柱,优秀科研人才的培养应该以年轻人为主体,给年轻人更多的机会和支持。只有得到更多的支持,年轻人才能专心致志开展科学研究,没有后顾之忧。”作为一名高校教师,如今,冯晶带着9个硕士、4个博士、6个博士后,通过言传身教的方式来培育和引导年轻人。

  在教学规划上,冯晶首先根据自己参与的国家科技部重点专项的相关项目,结合自己对国家战略计划的了解,制定了一套具有前瞻性、应用性的教学方案,实现了研究课题内容和课堂教学的有机结合。

  进行授课的过程中,冯晶特别注意因材施教,针对每位学生设计不同性质的新材料并分别指导,帮助学生直接掌握材料计算和设计的能力。

  冯晶尤其注重对学生科研意识和创新精神的培养。在他看来,“科学研究要有前瞻性,否则何谈先进性,已经成熟的东西是不需要研究的”,“虽然地处边疆,但视野要国际化,更何况我们拥有一流的实验设备”。

  平时,他督促学生积极阅读专业基础知识书籍和前沿科技文献,并提醒学生将理论知识与前沿技术的实例结合起来;在课堂上,他带领学生参观先进材料设计重点实验室并亲自示范先进仪器的操作,鼓励学生实战演习……

  在这样一位良师的指导与鼓励下,多位学生不仅拿到了奖学金,还获得了国际国内多所一流高校的“通行证”。通过与哈佛大学、布朗大学、伦斯勒理工学院、卡迪夫大学等国际名校的联合培养,越来越多的优秀科技人才得以脱颖而出,走向材料学的前沿领域,走向亟待发展的祖国西部。

  回首自己走过的路,冯晶对曾经的自卑心理与资源匮乏等现实困难毫不讳言,但他总是很坦然:“我这个人最大的特点就是能坚持。我目前从事的行业是我自己所喜欢的,我会一直在这个地方坚持、坚持、再坚持。”他经常提醒学生不可执念于出身,坚持、努力与踏实的品质才是在成功路上最需要的。

  “真正的梦想,在实现之中,更在坚持之中。”面对未来,冯晶始终充满信心,而他的事迹,也激励着无数青年学子在逐梦过程中潜心向学、脚踏实地、回报祖国、奉献社会。(中国青年网记者李川 实习记者冯超)