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王鈺（左）在實驗室指導(dǎo)學(xué)生。受訪者供圖

透明的紙，火苗燒不穿的布，如棉絮般輕軟的陶瓷……在中國科學(xué)院過程研究所研究員、博士生導(dǎo)師王鈺的實驗室里，記者看到了許多“不尋常”的神奇材料。“一種材料的結(jié)構(gòu)改變，其某些性能也可能會隨之變化，形成的新材料將有望在更廣泛的生產(chǎn)生活領(lǐng)域扮演新角色。”王鈺說。

2012年，王鈺從新加坡回國，進入中國科學(xué)院過程研究所，主要從事納米碳材料、功能陶瓷復(fù)合材料應(yīng)用研究。近年來，他積極推動科研創(chuàng)新成果從“實驗室”走向“生產(chǎn)線”，為新材料賦能新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展貢獻著自己的力量。

“中國是一片有利于創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化的機遇熱土”

2008年，從中國科學(xué)院化學(xué)研究所博士畢業(yè)后，王鈺前往新加坡國立大學(xué)開展新材料研究工作。當(dāng)時，二維材料是學(xué)界研究熱點。所謂二維材料，是指電子僅能在兩個維度的納米尺度上自由運動的材料，如石墨烯、氮化硼、二硫化鉬等，它們與傳統(tǒng)三維材料（如金屬、塑料）在結(jié)構(gòu)和物性上有著本質(zhì)的區(qū)別。

2010年，物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫因成功剝離二維石墨烯，被授予諾貝爾物理學(xué)獎。這一發(fā)現(xiàn)打破了二維材料不能在常溫常壓條件下穩(wěn)定存在的傳統(tǒng)認知。

如何實現(xiàn)二維材料的規(guī)模化制備與生產(chǎn)、讓其從顯微鏡下真正走進生產(chǎn)生活？這成為許多科研人員攻關(guān)的重要課題之一。

經(jīng)過在歐美等地的考察學(xué)習(xí)，王鈺嘗試在新加坡國立大學(xué)的實驗室里搭建起一套生產(chǎn)設(shè)備，制出高品質(zhì)二維材料樣品，吸引亞洲許多高校及科研機構(gòu)前來“進貨”，開展相關(guān)合作研究。

這段經(jīng)歷讓王鈺深受啟發(fā)，也對他之后的科研經(jīng)歷產(chǎn)生了深遠影響。“材料的意義在于應(yīng)用，不應(yīng)在實驗室被束之高閣。材料科學(xué)的創(chuàng)新必須伴隨生產(chǎn)工具的進步，工欲善其事，必先利其器。”他說。

身處海外，王鈺一直密切關(guān)注中國材料學(xué)及制造業(yè)的發(fā)展。“材料技術(shù)是現(xiàn)代高新技術(shù)中的底層與先導(dǎo)技術(shù)。作為材料大國、制造大國，中國是一片有利于創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化的機遇熱土。這是我選擇回國從事科研工作的最重要原因。”王鈺說。

“科研人員要面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場”

最近，王鈺的研究團隊開發(fā)出一種一維MAX相纖維材料的合成方法，實現(xiàn)了該材料從三維結(jié)構(gòu)到一維結(jié)構(gòu)的維度轉(zhuǎn)變，有效解決了陶瓷材料的固有脆性，提升了強韌性。相關(guān)成果刊登在國際學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》上，引起學(xué)界和工業(yè)界關(guān)注。據(jù)王鈺介紹，MAX相纖維材料是一種新型柔性陶瓷材料，既具備陶瓷材料的高硬度、耐高溫和耐腐蝕等特性，又具有金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐輻射性，具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景，尤其在太陽能、核能、高鐵受電弓、低空飛行器等高要求場景中展現(xiàn)出潛力。

當(dāng)前，中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入新階段，新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)。中共二十大報告強調(diào)，推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展，構(gòu)建新材料等一批新的增長引擎。國家“十四五”規(guī)劃綱要明確提出，聚焦新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，加快關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，增強要素保障能力，培育壯大產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動能。

“科研人員要面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場，讓更多科研成果從實驗室走向生產(chǎn)線。”王鈺說，“要打通科研成果轉(zhuǎn)化‘最后一公里’，加強多方協(xié)同非常重要。”

自回國發(fā)展以來，王鈺走訪了國內(nèi)大大小小2000多家企業(yè)，與一線人員面對面交流，了解企業(yè)生產(chǎn)需求，幫助他們解決實際問題。

在王鈺的實驗室里，有一臺由他帶領(lǐng)團隊研制搭建的生產(chǎn)機器。“我們與一些企業(yè)加強合作，以這臺機器為藍本，并不斷集成相關(guān)技術(shù)研發(fā)的最新成果，建成兩代大型生產(chǎn)線，用于某些新材料的規(guī)模化制備，服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)。”在王鈺看來，以自主研制裝備技術(shù)創(chuàng)新夯實新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，以新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求為導(dǎo)向迭代成套裝備和綠色工藝的科技進步，這對發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的意義重大。

“要勇于提出新的見解和理論”

經(jīng)過多年探索，王鈺帶領(lǐng)自己的科研團隊基于微結(jié)構(gòu)組裝、界面調(diào)控和綠色工藝裝備自主研制等策略，形成從基礎(chǔ)學(xué)科交叉到應(yīng)用工程研發(fā)的創(chuàng)新特色。目前，他已發(fā)表學(xué)術(shù)論文80余篇，獲得國內(nèi)外授權(quán)專利60余項，并獲得2021年中國發(fā)明協(xié)會創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新一等獎、2017年中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新獎、2016年湯森路透全球“高被引科學(xué)家”等榮譽，研究成果入選國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展。

“我們‘碳’索自然的過程中，‘碳’求著失敗打磨的印跡”——王鈺把自己的這句心得懸掛在實驗室墻上，既是自勉，也是與學(xué)生共勉。為人師者，王鈺也有一套自己的“育人經(jīng)”。

“青年科研人員在創(chuàng)新之路上前赴后繼、攻堅克難，展現(xiàn)出很高的智商、情商。”王鈺說，某種新材料的發(fā)現(xiàn)、合成往往需要反復(fù)實驗，失敗是常事。年輕人還需要磨煉‘逆商’，即面對挫折、擺脫困境和超越困難的能力。

當(dāng)前，新材料行業(yè)技術(shù)發(fā)展日新月異，產(chǎn)品不斷更新迭代，給科研人員提出了更高要求。

“從某種程度上說，材料學(xué)是一門需要想象力的科學(xué)。我特別鼓勵學(xué)生，不要把書讀‘死’，不要陷入‘胡同思維’，要勇于挑戰(zhàn)傳統(tǒng)觀念、提出新的見解和理論。”王鈺說，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神也十分重要。團隊明確分工、共享知識技能，積極溝通討論，往往能起到事半功倍的效果。“未來，我們將繼續(xù)努力，攻堅‘卡脖子’關(guān)鍵基礎(chǔ)材料研究，為中國科技自立自強和經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展貢獻一份力量。”

（原載于《人民日報海外版》?2024-12-30?第11版）