北京科技大学新金属材料国家重点实验室：机制创新驱动持续发展

吕昭平（中）为学生讲解。北京科技大学供图
■本报记者温才妃
在好莱坞科幻电影《终结者》中曾看到这样的一幕：由液态金属制成的未来战士被击碎后，通过流动达到了自我修复。在现实生活中，我们也可以找到对应的材料，就是非晶合金。
非晶合金又被称为金属玻璃，它是一种在过冷条件下快速凝固获得的具有类似液体结构的合金，是近年来国际材料领域的研究热点之一。
2010年，北京科技大学新金属材料国家重点实验室主任吕昭平教授带领团队在金属玻璃中成功引入“相变诱导塑性”这一概念，极大地改善了这类材料的关键缺陷问题。近期，他们又进一步将“相变诱导塑性”的概念应用于非晶合金材料和高熵合金，解决了这类合金的脆性问题。
走进北京科技大学新金属材料国家重点实验室（以下简称“实验室”），像这样“神奇”的研究还有很多，实验室教授叶丰向《中国科学报》记者介绍了各式各样的新型材料，不仅有具备优良高温力学性能重量却可以减轻一半的新型飞机发动机叶片材料、国产核电站-回路主管道材料，还有破碎蓝藻的新型大功率超声换能器材料等。
那么，像这样一个成果丰硕的实验室，频出成果的秘密何在？
瞄准“务实”的科研
在科研界，大多数的国际交流都是以参观、讲座、合影为内容的“务虚”活动。虽说“务虚”对于获取科研信息、激发灵感、建立国际声望有帮助，但科研人最终的目的还是实现“务虚”向“务实”的转化，从交流的积累与深入向实质性的合作研究并产生科研结果转化。
实验室成立二十多年来，一直与世界各地的高端材料研究机构保持着深入的合作关系，并且在2007年成为教育部“111”创新引智基地。在吕昭平看来，有如此深厚的国际合作基础，要实现这一实实在在的目标，成功的关键在于合作模式。
在他的动议下，经过多次研讨，实验室从2016年开始打造“1+1”研究合作小组。一个“1”代表了国外材料学研究前沿的科学家，另一个“1”则代表了实验室的科研人员。以委派研究人员或研究生到国际学术大师的科研团队进行短期科学研究、培训和联合发表学术论文，来实现双方科研团队深度合作。
“原来我们资助开放课题像撒胡椒面，资助的数量虽多，但力度小，产生不了很好的效果。”实验室高级工程师蔡元华说，改革后，一个课题由过去的5万元、10万元升级为50万元，如果取得的成果突出可滚动资助，一下子吸引了不少国外顶尖科学家前来双向交流。
科研人员的工作态度雷厉风行。据介绍，实验室为了开展新的研究方向和培养优秀青年人才，已经启动了两个项目——一个是与法国科学院教授合作研究磁驱动形状记忆合金，项目进行了9个月，就已发表了高影响因子的论文两篇，还有一篇高水平论文正在投稿中；另一个是与加拿大工程院院士合作开展锂离子电池研究，实现了降低阻抗60%以上，其成果也发表在高影响因子的期刊上。
寻求转型与升级
铝合金，一个大家都很熟悉却不易引起注意的材料，尤其是在关键领域的特殊应用。比如，高性能铝合金可用于飞机机翼/横梁/起落架、船舶板、高铁车厢、汽车结构件/覆盖件、电子设备外壳等。
庄林忠，国家“千人计划”专家入选者。他的到来，为原本较少涉猎有色金属的重点实验室打开了另一扇窗。
庄林忠之前任职于荷兰金属研究所和世界知名的铝合金企业——英国Corus公司，自Corus公司被印度塔塔集团收购后，他所负责的铝合金研发和与大学、研究所的合作就此中断。
庄林忠把国外先进的铝合金研究理念和合作管理经验引进实验室。“在实验室新建了国际先进的铝合金研发团队，相当于把他在国外的铝合金研究基地和管理模式植根于北科大。”庄林忠团队的研究人员侯陇刚说。
其团队的研究理念与近年所取得的成果均处于国际领先地位，短短几年内使实验室在铝合金方向的研究水平和国内外影响力获得明显提升。
庄林忠在“1+1”中代表了第一个“1”——国外铝合金领域知名专家、兼职教授，也同时在人员、项目上延展了“1+1”的内涵。比如，他实现了课题方向转型、承接了新项目，还将团队中的青年教师送到塔塔集团、荷兰金属研究所进修学习。
而这也是“1+1”模式推行的初衷。“争取与国外顶尖科学家合作，在促进研究水平提高的同时，还能够把握国际研究前沿，更重要的是培养了一批青年教师。”吕昭平说。
作为“1+1”项目受益的青年教师，实验室教授从道永于2016年通过“1+1”项目邀请了一位西班牙著名学者前来交流，对方给实验室的师生讲授了一门固态制冷材料前沿研究的短课，临走时还承诺帮忙检测样品。目前，双方正合力写作一篇优质论文。从道永的博士生也将去西班牙作短期交流。
从道永还有一个更大的期待，希望通过“1+1”建立长期合作，引导后面的合作性项目，“不能总是依赖实验室支持，需要自己与国外知名教授联合申请国家层面的国际合作项目”。
营造宽松的学术环境
造就高素质的人才、进行高水平的科学研究，都离不开宽松、开放的学术环境。
也许很多人的博士生时期和吴渊一样，又不太一样。那是一种“众里寻他千百度”的感觉——“当时坐火车、逛街都在拿着文献看。为了科研一件事，什么事都可以推掉，以至于哪年谁发表了什么论文、第几页都了如指掌”。
博士生的前几年，吴渊遭遇瓶颈：论文怎么都写不出来，也没有像样的结果出来。坚持并寻求创新，他最后找到了突破点——把传统材料的方法用在非晶材料中。
经历了如此一番波折，他给学弟、学妹们留下的经验是，如果搞科研不如晚两年毕业，心无旁骛地往相对窄的领域里钻，后两三年耐得下去会有较大提高。
现在，吴渊是吕昭平团队的一名研究员。大家都和他一样，耐得住寂寞、心无旁骛，大概是形容这个团队最贴切的词语。
比如，在《自然》上发表一篇学术论文用了五六年，其间送审了三次。并不是说成果不佳、文章不好，而是能说服顶尖期刊刊登中国学者论文，尤其是像钢铁这样传统学科的文章难上加难。然而，他们迎难而上，刨根问底搞清机理，再加上先进手段模拟，一干就是五六年。最终得以在世界顶级的学术期刊上发表中国的传统金属材料研究成果。
实验室教授黄进峰也是一位求实创新的教师代表。他与合作者在结构材料疲劳寿命失效机理、高性能新材料设计与制备等领域从零开始，研究了近20年，解决了困扰该领域几十年的材料寿命难题，获得多项国家重大基础科研项目。
就和当初吴渊写不出论文、黄进峰默默付出一样，团队成员间没有责备，只有宽容、鼓励与因势利导。唯有如此，在科研的道路上，才会有更多的勇者涌现。