胡曉楠 韓琨
西安交通大學(xué)航天航空學(xué)院教授陳曦?fù)碛泻芏囝^銜:納米流體能源轉(zhuǎn)換力學(xué)的首創(chuàng)者,生物形態(tài)力學(xué)的奠基人之一,國際力學(xué)界唯一獲得美國青年科學(xué)家總統(tǒng)獎的華人學(xué)者,國際上囊括美國機(jī)械工程師協(xié)會、美國工程科學(xué)協(xié)會所有三項(xiàng)青年力學(xué)科學(xué)家大獎第一人,哥倫比亞大學(xué)歷史上最年輕的終身教授之一……
從西安交通大學(xué)少年班到清華、哈佛,再到任教于哥倫比亞大學(xué),直到2010年,轉(zhuǎn)了一圈的陳曦回到母校受聘長江學(xué)者講座教授,延續(xù)起他的交大情緣。
奇思妙想,古老學(xué)科煥發(fā)新生機(jī)
作為國際力學(xué)界公認(rèn)的新一代領(lǐng)軍科學(xué)家,陳曦對力學(xué)的運(yùn)用可謂到了“爐火純青”的地步。在他看來,力學(xué)無處不在,無論是像宇宙那么大,還是像原子或蛋白質(zhì)那么小,都有力學(xué)的影子。
“只要我們掙脫束縛,打開視野,就能像武俠小說中的高手一樣,做到‘手中無劍,心中有劍。”他說。
大規(guī)模能源利用、環(huán)境保護(hù)與力學(xué)的交叉研究,是一片前人很少踏足的“處女地”,但陳曦卻看到了其中蘊(yùn)藏的科研價值。全世界的廢熱大約有三分之二是100~200攝氏度以下低品位廢熱,卻沒有一個合理高效的方式回收這一廢熱熱能。陳曦利用造價低廉的納米多孔材料和功能流體結(jié)合,在其巨大的比表面積上實(shí)現(xiàn)電能、熱能和機(jī)械能的相互高效轉(zhuǎn)換。同時僅僅利用太陽能,就可以讓納米多孔材料高效地從空氣中直接捕集二氧化碳。把普通觸手可得的、很低成本的材料,通過改性之后用在完全不同的領(lǐng)域中,開創(chuàng)了革命性的全新機(jī)制。
“只有思維轉(zhuǎn)換和突破了,才能真正看清楚力學(xué),所以我從不限制學(xué)生的想法?!痹谡n題組,陳曦要求學(xué)生每個月提出一個跟自己現(xiàn)有研究毫不相關(guān)的概念或者方向,可以天馬行空、“不著調(diào)”,但一定要放開思路,勇于嘗試。
學(xué)生陳友龍說,有一次他在組會上提出了食肉性植物的運(yùn)動問題,沒想到陳曦大力支持,甚至表示可以構(gòu)建一套理論來描述,開啟力學(xué)新的方向,這讓他非常受鼓舞。
面向社會,走“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合之路
“我最希望做的,是有科研價值、面向重大需求的研究?!?011年,陳曦創(chuàng)建西安交大先進(jìn)能源與環(huán)境力學(xué)實(shí)驗(yàn)室,就是遵循緊密聯(lián)系企業(yè)的思路。
先進(jìn)能源與環(huán)境力學(xué)實(shí)驗(yàn)室隸屬西安交大國際應(yīng)用力學(xué)中心,主要方向是以力學(xué)和材料學(xué)為基礎(chǔ),開展新能源、新材料、節(jié)能環(huán)保技術(shù)的研究和成果產(chǎn)業(yè)化。實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建之初,陳曦主動深入企業(yè),了解需求,建立合作,不僅解決了物理空間受限的問題,還幫助企業(yè)解決了難題。
2011年,在中石化調(diào)研時,陳曦了解到高含酸油氣田開采過程中腐蝕嚴(yán)重,給企業(yè)帶來巨大損失。陳曦獨(dú)辟蹊徑,首創(chuàng)全新的防腐機(jī)理,研發(fā)新型納米防腐涂層,圓滿解決了難題?!斑@不僅解決了企業(yè)需求問題,也讓我在基礎(chǔ)科研上發(fā)現(xiàn)了全新的原理,研究和應(yīng)用相輔相成?!?/p>
截至2015年夏,該涂層依然是國際上唯一通過中石化所有獨(dú)立實(shí)驗(yàn)認(rèn)證的項(xiàng)目,被中石化有關(guān)單位要求全面在含酸油氣田推廣。如今,實(shí)驗(yàn)室與陜西四大國有企業(yè)都有緊密的合作。
對此,陳曦頗為自豪?!皩?shí)驗(yàn)室每個人都與企業(yè)的科研人員有著緊密的互動合作,我們可以直接將研究成果放在應(yīng)用環(huán)境下驗(yàn)證。”
不拘一格,一點(diǎn)一滴培育科學(xué)英才
其實(shí),在最初接觸力學(xué)的時候,陳曦對它并不“感冒”。在他讀大學(xué)時,“力學(xué)無用論”甚囂塵上,令他一度非常困惑。這時他遇到了人生的第一位導(dǎo)師,西安交通大學(xué)力學(xué)系創(chuàng)始人蔣詠秋教授。后來,陳曦考入清華大學(xué)固體力學(xué)系,師從中科院院士黃克智,美國科學(xué)院、工程院、文理學(xué)院三院院士J.W.Hutchinson是陳曦在哈佛大學(xué)的博士生導(dǎo)師。在三位導(dǎo)師的指引下,陳曦走出了一條屬于自己的研究道路。他也將從導(dǎo)師身上學(xué)到的對創(chuàng)新的無止境追求和對學(xué)問一絲不茍的態(tài)度澆灌到學(xué)生身上。
陳曦對學(xué)生的培養(yǎng),可以用“不拘一格”四個字來形容。他鼓勵學(xué)生從興趣出發(fā),身邊的一草一木、一物一事都可以看作新的方向;他鼓勵學(xué)生挑戰(zhàn)權(quán)威,也鼓勵團(tuán)隊(duì)成員間互相批評。他說:“甭管自己多年輕,首先要自己打破沙鍋問倒自己,然后問倒身邊的同學(xué)、同事,讓他們越難堪越好。這不是故意刁難,而是一個學(xué)習(xí)過程?!?/p>
由于在哥倫比亞大學(xué)承擔(dān)教學(xué)研究工作,陳曦經(jīng)常會前往美國,但這絲毫沒有影響他對學(xué)生的指導(dǎo)。陳友龍說:“陳老師每個月都會在中美兩國之間往返,我們經(jīng)常開玩笑說感覺他剛走又來了?!?/p>
對此,陳曦淡淡一笑:“我只是想要通過自己的實(shí)際行動,來證明我對這份工作的熱愛。”
(本文轉(zhuǎn)自《中國科學(xué)報(bào)》)