人造蜘蛛絲、人工肌肉……南開大學(xué)80后材料學(xué)教授劉遵峰—— 從0到1，最有意義的創(chuàng)新

“人類的發(fā)展歷程也是材料的發(fā)展歷程，試想一下，如果我們能造出怎么拉都不會(huì)斷的線，或許可以把地球和月球連接起來。”談起材料學(xué)，劉遵峰神采奕奕。在他眼里，通過新型高分子功能材料研究，找出更強(qiáng)、更智能的材料，就是探索世界的奧秘。

劉遵峰坦言，他喜歡創(chuàng)新性研究，“做科研不跟風(fēng)追熱點(diǎn)，我最喜歡通過科研改變?nèi)祟惿睿覍?duì)未知充滿好奇。”

2008年，劉遵峰到荷蘭萊頓大學(xué)做博士后，合作導(dǎo)師幫他選的研究題目是納米材料分離蛋白質(zhì)，并輔助分析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。這個(gè)課題很難，也很冷門，研究進(jìn)展非常緩慢，好幾年也沒發(fā)表過重量級(jí)的論文。“但多年以后證明，當(dāng)初的研究開創(chuàng)了一種新的方法來分析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)問題?！眲⒆穹逭f，這段經(jīng)歷讓他更深切地感受到，“創(chuàng)新性研究最為艱難，從0到1，是最有意義的創(chuàng)新。”

劉遵峰把目光投向了一個(gè)“零”。目前，空調(diào)和冰箱廣泛應(yīng)用壓縮原理制冷，制冷效率一般低于60%。如何提升制冷效率?常用的改進(jìn)思路著眼于更換制冷劑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方式，而劉遵峰并不滿足于此。他的團(tuán)隊(duì)參與的一項(xiàng)研究，初步證實(shí)了“扭熱制冷”技術(shù)，這是一種新型柔性制冷方法，使用橡膠、釣魚線、紡織線等材料像“扭麻花”一樣實(shí)現(xiàn)制冷，制冷效率可以達(dá)到67%，還能降低制冷成本。“之前，人們并沒有意識(shí)到這些普通的材料可以用來制冷?！眲⒆穹逭f，這種新型制冷技術(shù)為制冷領(lǐng)域擴(kuò)充了一個(gè)新的板塊，為降低制冷領(lǐng)域能源損耗提供了新的途徑。這一研究發(fā)現(xiàn)，刊載于2019年10月11日在線出版的《科學(xué)》雜志上，劉遵峰是論文的通訊作者。

2013年，劉遵峰開始接觸智能材料，他現(xiàn)在的科研創(chuàng)新主線是，通過分析利用材料的特殊結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)材料的新性質(zhì)，找到新的應(yīng)用。

在劉遵峰眼里，創(chuàng)新思路可以天馬行空，但應(yīng)用還得腳踏實(shí)地?！叭斯ぜ∪狻笨梢阅M人類、動(dòng)物的肌肉，在醫(yī)學(xué)、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，此前制備“人工肌肉”纖維主要采用納米碳材料等，造價(jià)昂貴、工藝復(fù)雜、舒適性差。劉遵峰帶著團(tuán)隊(duì)獨(dú)辟蹊徑，利用天然純蠶絲代替?zhèn)鹘y(tǒng)納米碳材料，不使用化學(xué)修飾和添加劑，通過常規(guī)工業(yè)流程來制作智能衣物。

最興奮——

心中的問號(hào)被“拉直”

主持多個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，入選國(guó)家、天津市等高端人才計(jì)劃……劉遵峰的簡(jiǎn)歷讓人羨慕，然而他卻坦言，自己本科成績(jī)不拔尖，研究生也不是保送的，“我并不是老師眼中的學(xué)霸”。

學(xué)生時(shí)代，相比于刷題取得高分，劉遵峰更癡迷于弄清楚問題背后的原理。牛頓第二定律中，加速度表示的到底是什么意思呢?劉遵峰高中時(shí)曾對(duì)這個(gè)問題冥思苦想了一個(gè)星期?！斑@種思維模式，為我后來開展創(chuàng)新性研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！眲⒆穹逭f。

1998年，劉遵峰考入南開大學(xué)化學(xué)系。在圖書館，劉遵峰發(fā)現(xiàn)了“新大陸”。每天除了上課，他幾乎全部時(shí)間都泡在圖書館，對(duì)不同領(lǐng)域都有涉獵，經(jīng)濟(jì)、哲學(xué)、物理、生物等。回想起當(dāng)年的經(jīng)歷，劉遵峰感慨萬千：“大量涉獵各學(xué)科知識(shí)，極大地提升了我對(duì)事物的認(rèn)知，這種認(rèn)知方式促進(jìn)了科研中的創(chuàng)新?！?/p>

劉遵峰說，他最興奮的就是心中的問號(hào)被“拉直”。創(chuàng)新研究就像一棵大樹，有了牢固的根基，還要有很多枝杈才能枝繁葉茂，枝杈多了發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象的可能性也會(huì)增加?！澳愕弥朗澜缟嫌惺裁?，才能知道沒有什么”。在他的研究中，除了用到化學(xué)、材料學(xué)知識(shí)，還大量應(yīng)用了物理、數(shù)學(xué)、生物等知識(shí)。

最希望——

學(xué)生為國(guó)家做更大貢獻(xiàn)

2016年，劉遵峰到南開大學(xué)任教，擔(dān)任博士生導(dǎo)師，帶了十幾個(gè)碩士和博士研究生。博士生王潤(rùn)忘不了研究“扭熱制冷”項(xiàng)目時(shí)的一次經(jīng)歷。“當(dāng)時(shí)測(cè)出‘扭熱制冷’拉長(zhǎng)7倍的橡膠收縮降溫的溫度數(shù)據(jù)一直很準(zhǔn)確穩(wěn)定，然而就在我們準(zhǔn)備撰寫論文的時(shí)候，數(shù)據(jù)突然變化了，相差1—2攝氏度?！蓖鯘?rùn)回憶。

劉遵峰帶著大家找原因。排查機(jī)器情況、樣品制備是否重復(fù)、操作手法是否規(guī)范、計(jì)算是否錯(cuò)誤，一一排除后，研究還是陷入了僵局。王潤(rùn)說：“我們百思不得其解，甚至懷疑之前的測(cè)試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。劉老師鼓勵(lì)我們不要放棄，為了獲得重復(fù)數(shù)據(jù)，折騰幾個(gè)月很正常?！弊罱K他們發(fā)現(xiàn)，原來是天津夏天濕度較大，造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)生了變化。

劉遵峰常說：“好奇心和意志力，是做科研的基本素質(zhì)。”學(xué)生們都知道，如果受到批評(píng)，肯定是因?yàn)樽鍪路笱?。劉老師樂觀溫和，對(duì)學(xué)生們關(guān)心而寬容。在劉遵峰眼里沒有壞學(xué)生，“他們只是還沒學(xué)會(huì)方法”。

“最希望我的學(xué)生快速成長(zhǎng)，將來為國(guó)家做更大貢獻(xiàn)。”劉遵峰說。

（記者 朱 虹）