俞書宏院士（中）帶領(lǐng)團(tuán)隊做實驗。
李曉萌攝
人物小傳
俞書宏：1967年8月生，安徽廬江人，中國科學(xué)院院士，現(xiàn)任中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)杰出講席教授、南方科技大學(xué)創(chuàng)新材料研究院院長。他長期從事無機材料的仿生合成與功能化的研究，創(chuàng)立了介觀尺度“組裝與礦化”相結(jié)合的合成方法，創(chuàng)制了一系列仿生復(fù)雜多級結(jié)構(gòu)材料；曾獲國家自然科學(xué)獎二等獎、第二屆全國創(chuàng)新爭先獎等。
走進(jìn)中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)杰出講席教授俞書宏的辦公室，書桌旁擺放的一個兩層玻璃展示柜格外引人注目：柜子有微波爐大小，里面放滿了形狀各異的貝殼。
“這些貝殼雖然看起來普通，但它對我們研究新材料幫助很大。”俞書宏說，“我們就是要持續(xù)從大自然中獲取科研靈感。”
20多年來，俞書宏團(tuán)隊在仿生材料領(lǐng)域不斷取得新突破。去年，《科學(xué)》雜志發(fā)表了俞書宏團(tuán)隊聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)吳恒安教授團(tuán)隊的研究成果，揭示了河蚌鉸鏈耐疲勞的奧秘，并提出一種多尺度結(jié)構(gòu)設(shè)計與成分固有特性相結(jié)合的耐疲勞新策略。
“把原理應(yīng)用到新材料設(shè)計中去”
“從自然界獲得的天然生物材料，不僅其物質(zhì)組成未知，而且其結(jié)構(gòu)設(shè)計是從宏觀尺度直達(dá)分子尺度。想要把如此復(fù)雜的材料結(jié)構(gòu)以及性能之間的聯(lián)系說清楚，難度很大。”俞書宏團(tuán)隊成員、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)副研究員茅瓅波說，從最開始關(guān)注到河蚌的鉸鏈部位到文章成功發(fā)表，他們用了整整10年。
2013年，劉蕾正在俞書宏團(tuán)隊做博士后研究。“我研究的方向是河蚌珍珠層的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能。”已在企業(yè)工作的劉蕾說，“俞老師建議我觀察河蚌外殼珍珠層與兩殼中間的鉸鏈部位微觀結(jié)構(gòu)的差異性，這對我很有啟發(fā)。”
2015年，劉蕾已將鉸鏈部位的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成解析出來，“此前，科學(xué)家們都在關(guān)注河蚌珍珠層的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能，幾乎沒人注意到鉸鏈區(qū)域。”劉蕾說，他想把已有的成果整理一下，發(fā)表出來。
沒想到，俞書宏卻不同意立即發(fā)表。“這是一個很好的課題，不能輕易放手！哪怕需要投入再長的時間，也一定要弄明白結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系，最好把原理應(yīng)用到新材料設(shè)計中去。”俞書宏說。
后來，這項研究被當(dāng)時的博士生茅瓅波和碩士生孟祥森接手，兩人在俞書宏的指導(dǎo)下，又合作了6年。
“我原本以為研究只剩下一些掃尾工作，只要補充幾組測試、整理一些數(shù)據(jù)就可以了。”孟祥森說，“沒想到，隨著對鉸鏈的認(rèn)識越發(fā)深入，需要解釋的問題就越多。”
“俞老師定期關(guān)注我們的研究進(jìn)度，遇到困難就帶著我們反復(fù)實驗，直至問題解決。”茅瓅波說，“他時常教導(dǎo)我們，做科研就像跑馬拉松，貴在堅持。如今，這場持續(xù)10年的科研馬拉松，已經(jīng)抵達(dá)階段性終點。”
“從零開始，靠自己摸索”
“這項成果對研究含脆性組元的材料在較大形變下耐疲勞設(shè)計具有重要意義。”談起《科學(xué)》雜志發(fā)表的這篇論文，俞書宏說。2002年回國后，俞書宏便開始組建團(tuán)隊，從事仿生材料研究……
“從零開始，靠自己摸索。為了揭示河蚌鉸鏈耐疲勞的奧秘，我們想了不少辦法，下了很多功夫！”孟祥森回憶，為了驗證鉸鏈的耐疲勞性能，他們設(shè)計并自行搭建了疲勞測試裝置；解剖鉸鏈部位折扇區(qū)的晶體學(xué)特征時，他們又搭建了自動測試平臺；為了闡明河蚌鉸鏈結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，他們與吳恒安教授團(tuán)隊合作，通過分級建模和分級模擬，解決了難題。
近年來，俞書宏團(tuán)隊持續(xù)向“自然”學(xué)習(xí)，獲取仿生合成的靈感：通過分析北極熊毛發(fā)，研制出能應(yīng)用于建筑等領(lǐng)域的保溫隔熱材料；模仿竹子結(jié)構(gòu)，成功制備出一種新型高效納米材料；受到“藕斷絲連”的啟發(fā)，研制出可用于手術(shù)縫線的仿蓮絲細(xì)菌纖維素水凝膠纖維……
“大自然就像一個奇妙的‘合成工廠’，不斷制造出具有各種奇異功能的生物材料或生物體。”俞書宏說，要學(xué)會發(fā)現(xiàn)自然界生物材料的特殊性質(zhì)，再通過解析自然材料，特別是生命體所創(chuàng)造的具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的生物材料，弄清楚材料組成、結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，指導(dǎo)科研工作者在仿生領(lǐng)域開展更多研究。
“做研究，需要長期泡在實驗室”
“這場馬拉松，如果沒有勤奮和堅持，跑不到終點。”在俞書宏看來，長達(dá)10年的研究，離不開團(tuán)隊青年科研工作者對同一個方向的專注。
孟祥森介紹，在他們組待過的人都知道，俞書宏每天早上7點多就到實驗室，直到晚上11點才走，節(jié)假日也很少休息。
“做研究，需要長期泡在實驗室，一待十幾個小時是常有的事兒。”俞書宏鼓勵學(xué)生多做創(chuàng)新性的研究，但在具體研究過程中，又要求他們把力量匯聚在一個突破口上。“要有耐心和韌勁，不能急于求成。”
招收學(xué)生時，俞書宏比較看重學(xué)生的科研態(tài)度。茅瓅波在實驗室待了7年，只發(fā)表了兩篇論文。俞書宏團(tuán)隊里，很多人博士畢業(yè)后選擇繼續(xù)留下，為的就是把工作做深入、做出更好的成果。
在團(tuán)隊的實驗室里，不少同學(xué)穿著同樣款式的黑色T恤。從前面看，這件衣服很普通，而后面印著兩行數(shù)學(xué)算式：“1.01^365=37.8”和“0.99^365=0.03”。
“這是我們實驗室的文化衫。”孟祥森解釋道，“算式上列出了1.01的365次方能達(dá)到37.8，而0.99的365次方卻只有0.03。俞老師經(jīng)常提醒我們要腳踏實地，每天多努力一點和少努力一點，一年365天累積下來的結(jié)果，差距是巨大的。”
這些年，俞書宏言傳身教，帶領(lǐng)團(tuán)隊不斷突破自我。“仿生材料未來發(fā)展前景非常廣闊，我們要創(chuàng)制出更具優(yōu)越性能的新材料，讓它們在各個領(lǐng)域發(fā)揮獨特的功能。”俞書宏說，這是團(tuán)隊日后努力的方向。
“科研很苦，但堅持很酷”（記者手記）
采訪俞書宏院士團(tuán)隊過程中，“堅持”是記者聽到的次數(shù)最多的詞。俞書宏院士也常把這樣一句話掛在嘴邊：“科研很苦，但堅持很酷。”
堅持，是身處漫長的探索期，堅持“板凳坐得十年冷”的耐力；是面對各種難題，朝著既定目標(biāo)努力的勁頭；是肩負(fù)重大科研任務(wù)，發(fā)揚一代代科研人員接續(xù)奮斗精神的頑強斗志。
經(jīng)過多年努力，通過科研工作者們的刻苦攻關(guān)，我國科技整體水平大幅提升，一些重要領(lǐng)域躋身世界先進(jìn)行列，某些領(lǐng)域正由“跟跑者”向“并跑者”“領(lǐng)跑者”轉(zhuǎn)變。科研之路恰似一場馬拉松，只要認(rèn)定目標(biāo)，堅持不懈，就一定能在努力實現(xiàn)高水平科技自立自強的征程上實現(xiàn)更多突破、取得更大成績。
《 人民日報 》（ 2024年01月24日 06 版）