王碧清

2023年11月15日，全球專業(yè)信息與分析服務機構科睿唯安發(fā)布2023年度全球“高被引科學家”名單。全國青聯(lián)委員、中國科學院長春光學精密機械與物理研究所（簡稱“長春光機所”）研究員李煒以其所研究領域的貢獻與產(chǎn)生的學術影響力入選其列。在更早些的2022年，他已入選《麻省理工科技評論》亞太地區(qū)“35歲以下科技創(chuàng)新35人”名單。

自2011年起，李煒赴美留學，開始光學領域的探索與研究。2020年底，他回到祖國，建立實驗團隊，深耕光子學與熱科學交叉領域，不斷帶領團隊在光子學特性調控、規(guī)?；苽浼皯谩崃W理論等領域取得創(chuàng)新突破。同時，他還擔負起建設吉林省國際科技合作重點實驗室——微納光子學與材料國際實驗室的重任，推動實驗室向更高學術水平發(fā)展。

2023年11月18日上午，“中國青年科技工作者日”全國活動月·吉林站暨中國青年科學家助力吉林創(chuàng)新發(fā)展論壇在長春光機所召開。李煒作為青年科技工作者代表進行了主旨演講。采訪時，李煒表示：“很有幸，作為青聯(lián)委員參與其中。我們國家要實現(xiàn)高水平科技自立自強，基礎研究高質量發(fā)展是必由之路。正是通過這樣一系列活動，可以激發(fā)更多青年投身科學研究領域，這對我們國家長期的科技創(chuàng)新發(fā)展非常重要。當下國家非常重視基礎科研的發(fā)展，雖然我還沒有達到前輩科學家們的高度，但也是深受老一輩科學家的激勵和影響，投入到科研事業(yè)。大家通過多方面、多維度的分享，讓青年對科研產(chǎn)生興趣，讓青年科技工作者能夠立志在科研這條道路上走得更遠，很有意義?！?/p>

1989年，李煒出生于西安，后就讀于西安高新第一中學。入讀重點高中重點班、曾獲得多項數(shù)理化競賽榮譽的他否認了“別人家孩子”的說法，坦言“身邊的同學都很優(yōu)秀”。

在中學階段，李煒尚未設想將來從事何種行業(yè)，甚至對科研也沒有明確的感知。不過，那時的他的確對自然科學更有興趣，他總能從科普讀物中感受新奇與快樂。

原本學業(yè)一帆風順的李煒，在高考前的保送生考試中遭遇坎坷。因極小的分差，他與目標高校失之交臂。其后，他考入讀哈爾濱工業(yè)大學英才學院工程熱物理專業(yè)。

初入大學校門，李煒一度情緒低落。隨著課堂上新知識的學習，與師長、同學的交流，他漸漸找到“吾心歸處”。感受到大學生活的遼闊與豐厚，他不禁慨嘆大學時間的寶貴，身邊和遠方有許多美好的事物可以探索學習，“絕不能一直消沉下去”。

李煒由自身專業(yè)出發(fā)，開始對太陽能的利用、紅外光學的細分領域產(chǎn)生鉆研的熱情。大三時，他主動申請進入學校的實驗室，進行熱輻射領域的相關研究學習。

2011年，盡管是非光學專業(yè)學生，但憑借本科階段對于熱輻射領域的實驗基礎和畢業(yè)論文研究，李煒獲得進入美國范德堡大學實驗室的機會。初來乍到、遠赴彼岸，李煒無暇欣賞校園的風景，很快就感受到實驗室成員的“同輩壓力”——實驗組成員無一例外都是光學背景，基礎知識扎實。

在每次導師組會后，李煒投入更大精力，加速彌補過往未曾學過的光學課程。度過最初一年的痛苦適應期，他的光學理論知識進步飛速，在課題進展、閱讀文獻方面，他漸漸找到自己的節(jié)奏，并確定了課題方向。

通過前期課題研究的不斷積累，李煒想要將研究制備一種集成圓偏振光探測設備作為自己的博士研究課題之一。當他與導師溝通這一設想后，得到導師的認同與鼓勵。“傳統(tǒng)的光探測設備只能探測光的強度，而光本身攜帶大量的信息，從物理學角度來說，它是一個電磁波，包含強度、偏振、光譜、方向，甚至動量信息等，但當時還沒有集成圓偏振光探測器的研究?！崩顭樆貞洝?/p>

攻克一個新課題，從來不乏困難和挫折。研究制備這個新的探測儀器期間，李煒常常面臨實驗步驟的調整，甚至需要將整個制備流程推翻重來。在一個“鍍銀”的步驟中，他用盡各種辦法嘗試了約一年，仍然沒有達到理想效果。不過，即使挫敗感再強，他也沒有放棄嘗試?！爱敃r自己心中有一個目標，我堅信這個課題是重要且有價值的，至少是值得嘗試的。當我希望把這個設備制作出來的時候，中間遇到各類的挫折或失敗，都是可以承受的?！?/p>

一次又一次的實驗，一次又一次未能達成目標，李煒暫時放下實驗臺前的難題，在校園里跑步，讓自己的大腦暫時得以休息。眼前的綠意不斷驅散心中的陰霾，在一呼一吸間，他堅持著，感受著心跳加速，逼近著自己身體的極限。當突破又一瞬間的疲憊，整個人的步伐隨之變得輕盈，他感受到，自己的體力與狀態(tài)在不斷變好。

“每當跑步或者踢足球之后，我又能重新去思考實驗臺前的難題?！崩顭樌^續(xù)查閱論文、與其他學校的課題組交流，不斷尋找靈感和解決問題的辦法。最終，他找到了新的技術路徑，渡過了又一個難關。“后來回想，遇到一個困難后，邁過去，就會感覺自己又上了新的臺階，再遇到類似的問題和困難，心里就會更有自信，覺得自己可以把這些問題解決?！?/p>

2015年，李煒以第一作者身份，在《自然通訊》發(fā)表成果《基于手性等離激元超表面熱電子的圓偏振光探測》（“Circularly Polarized Light Detection with Hot Electrons in Chiral Plasmonic Metamaterials”）。他制備出世界上首個集成的圓偏振光探測器。相比于傳統(tǒng)的光探測器只能探測光的強度，該項新發(fā)明可以感知光的偏振，尤其光的圓偏振，并且能夠區(qū)分左旋光和右旋光。直到現(xiàn)在，許多最新的、高水準的相關研究仍以此論文作為重要參考文獻之一。

在深入研究光承載信息這一領域后，李煒步履不停，開始了光學領域的另一研究——光能量，至此開啟了他的博士后研究生涯。

2016年，李煒收到斯坦福大學范汕洄教授發(fā)來的博士后工作邀請，他興奮地立即應允?！胺督淌谑枪庾訉W領域非常知名的學者，也是我的偶像。在進入斯坦福大學實驗室之前，我與很多光子學領域的知名學者交流過，大家都公認他是一位天才，就如一位澳大利亞科學院院士曾評價，‘當范教授每研究一個領域時，總能給這個領域帶來新知，引領出新的領域’。”

沿著自己感興趣的領域，通過研究探索獲得新知，同樣是李煒的科研激情所在。在跟隨范汕洄教授開展研究期間，他開啟熱光子領域的研究，并探索熱光子領域的新應用。

博士后期間，李煒認為自己最大的收獲在于對研究內容本質的理解不斷深入，同時可以明顯感覺到，無論是自己的導師，還是身邊的課題組成員，大家都靠著自己強烈的主觀能動性，以及對所研究課題的興趣與熱情，孜孜不倦地探索著?！白月尚詮?、做事高效，快速切入科研問題的本質”，李煒說，這依然是自己當下不斷努力的方向。

一直以來，全球變暖始終是各界關注的現(xiàn)象之一，早在2014年，范汕洄教授提出利用基于太空的日間輻射制冷技術，通過在物體表面設計制作輻射制冷膜，以達到制冷作用，并首次實現(xiàn)了無需額外能耗的日間輻射制冷技術。2018年，李煒在此基礎上，通過多層納米光學結構來調控熱輻射，結合可見光同色異譜調控技術，首次實現(xiàn)在保持相同顏色外觀的情況下，制備出約45攝氏度溫差的制冷和保溫薄膜。

“太空本身的確是一個低溫物體，距離我們很遠，正常情況下，我們無法觸摸到，也無法使用它的低溫特性，但剛好我們可以通過光子或熱輻射的形式，實現(xiàn)太空與地球表面能量的交互，即把太空作為一個‘冷源’去使用?！崩顭樈榻B，這項技術應用前景廣闊，在未來可應用于服裝、汽車、建筑等領域，實現(xiàn)非額外能耗的節(jié)能。

“無論是我們盡最大可能提取光的多維度信息，還是通過有效傳輸、收集、轉換，利用光的能量，本質上都是對光子的調控和應用。”李煒說道。

“一代人有一代人的長征，一代人有一代人的擔當?！崩顭樆貞?，在自己完成博士后研究項目那段時間并計劃回國的時候，他已經(jīng)明顯感覺到祖國科技創(chuàng)新發(fā)展環(huán)境的積極變化，尤其對基礎科研的重視程度不斷提高。這對李煒而言，是鼓舞，是激勵，更讓他深感責任在肩，盡快踏上歸程。

2020年底，李煒加入中國科學院長春光機所。長春光機所始建于1952年，是新中國在光學領域建立的第一個研究所。建所后，在王大珩院士、徐敘瑢院士等科學家的帶領下，研制出我國第一臺紅寶石激光器、第一臺大型電影經(jīng)緯儀，創(chuàng)造了多項“中國第一”，培育涌現(xiàn)的優(yōu)秀人才為我國國防建設、經(jīng)濟發(fā)展和社會進步作出了突出貢獻，被譽為“中國光學的搖籃”。

“在光學領域很重磅的獎項之一就是‘王大珩光學獎’，大珩先生實現(xiàn)多個‘第一’的過程中，遇到了很多困難，一路走來非常艱辛，那時候的條件可以說是從零開始。也正是大珩先生‘盡瘁報國、博大精專、求實創(chuàng)新、虛懷若谷’的精神，一直激勵著我們所里的科研人員，以及光學領域的研究者，秉先生之志，腳踏實地，創(chuàng)新進取?！?/p>

沿著前輩奮進的足跡，伴隨以科技創(chuàng)新為核心的“產(chǎn)學研并舉”發(fā)展理念，李煒帶著對基礎科研的初心與熱忱，在長春光機所大力支持下，帶領實驗室團隊步入發(fā)展快車道。他感慨：“能夠回到祖國，建立起研究團隊并做出成果，是很有意義的事。而長春光機所正是干事創(chuàng)業(yè)的熱土，這些年來，所里給予我方方面面甚至超過預期的支持?！?/p>

李煒所在的長春光機所微納光子學與材料國際實驗室作為吉林省國際科技合作重點實驗室，自2016年成立以來，承擔起多個創(chuàng)新科研項目，搭建起多維度紅外熱光子表征、多維度光信息調控與表征、精密微納加工等先進科研平臺。其中，與國際頂尖學術機構建立長期友好合作是實驗室的重要特色之一。

擔負起實驗室發(fā)展職責后，李煒積極開拓與國際知名院校、科研機構之間的交流，已引進多名高水平科研人員加入實驗室平臺，同時聘請世界知名學者擔任實驗室客座教授，還推動與美國、澳大利亞、法國、日本、新加坡、韓國等國的頂尖高校研究機構的學術交流與合作。他的目標是在充分建立起國際學術合作平臺基礎上，匯聚頂尖人才，創(chuàng)建具有一流課題組的國際實驗室。

目前，實驗室內匯聚世界各地的科研學者作為全職人員，外籍科研人員約達五分之一。作為實驗室負責人，李煒在不斷推進科研工作的同時，始終在思考如何將不同國籍、不同學術背景、不同研究方向的科研人員優(yōu)勢互補、形成合力，持續(xù)產(chǎn)出高水平的科研成果，目前也已取得多項重要成果。

近年來，隨著學界對熱輻射這一物理現(xiàn)象的深入研究，取得了在調控熱輻射的方向、角度、偏振、光譜等性質的重要突破。而這其中，研究非對稱光子學微納結構的物理機制成為李煒團隊的方向之一。2022年，李煒帶領實驗室團隊與斯坦福大學范汕洄教授團隊合作，從“對稱性破缺”角度，綜述了基于微納光學結構的近場和遠場熱輻射調控的物理機制和最新進展，并展望了該方向的未來發(fā)展。目前，實驗室團隊已經(jīng)在該方向有了多項研究突破。

2023年8月，李煒帶領實驗室團隊與南京微結構科學技術高級研究中心等建立合作，共同研發(fā)出一種智能熱控雙層膜，可實現(xiàn)全自動和溫度適應性的輻射制冷和太陽能加熱。這項研究為設計零能耗的溫度自適應設備開辟了新路徑，并提供實現(xiàn)可持續(xù)能源的創(chuàng)新方式，該項成果刊登于《科學通報（英文版）》中。

帶領團隊取得一項項重要成果的同時，同為博士生導師的李煒希望實驗室里培養(yǎng)出更多杰出青年科技人才，“我們在傾力培養(yǎng)的同時，也要保持耐心，從博士生逐步成長為科研工作者，需要一個過程”。

無論是對于學生還是青年科技工作者而言，李煒認為，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，以及表達能力都很重要，而起點來自于好奇心?！氨热绱蠹以诳吹酵患?，或面對同一個實驗結果、同一篇文獻時，總有人可以看到或想到不一樣的角度，這很關鍵。好奇心的驅使可以讓人更主動去思考、更往前一步，去想得更加深入、更加豐富?？蒲惺且粋€長期的過程，每一天、每一個細微的點逐漸累積之后，才會形成長期的、巨大的差別?！?/p>

李煒希望培養(yǎng)出來的學生在博士畢業(yè)后，成為具備獨立科研能力的人，能夠在一個領域具備快速總結、發(fā)現(xiàn)新問題的能力，并能夠提出設想，形成完整的驗證。令李煒驕傲的是，實驗室團隊短短幾年時間培養(yǎng)出來的博士生已經(jīng)連續(xù)兩年獲得王大珩光學獎學生獎。

君子有三樂，深愛科研的李煒也有許多值得銘記的開心時刻：當一項實驗從最初的設想，通過一次次實驗，得到驗證的那一瞬間；當與學界“大咖”、同行、不同課題組、學生交流，對于一個物理機制的理解獲得新的認知；當有學生主動找到李煒，提出一個新思路新方法；當有新的靈感或想法在腦海中閃爍，不論是在睡覺前，還是早上醒來的瞬間，他立即將那些看似天馬行空的想法記在手機里……

科研是李煒心之所向，他將心中的熱望與期待播撒在吉林長春這片沃土。光的信息承載，光的能量傳輸、收集、轉換，以及激光與物質相互作用，這些研究方向，都令李煒著迷?！拔覀兛吹降墓庵械拿恳粋€點，其實都包含了一個數(shù)據(jù)矩陣。在未來，我們通過對光的研究，可以捕獲到更多信息，在萬物互聯(lián)、自動駕駛、機器視覺等方向上，都可以有進一步的結合，獲取更多維度的信息；也可以制備出更高效的光的能量的應用裝置，結合高算力，實現(xiàn)更多場景的應用。將光學應用發(fā)展到一個新高度，充滿著想象，也需要我們不斷探索、繼續(xù)奔跑?！?/p>

責任編輯 趙漢琪