篤行致遠 崇實致用——記南京信息工程大學教授饒偉鋒

本刊記者 徐芳芳

“博學之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之。”《中庸》將做學問的智慧劃分成層層深入的五個梯度。饒偉鋒教授從上海同濟大學的本科和碩士到美國弗吉尼亞理工大學的博士，從美國國家實驗室科研人員到中國“青年千人計劃”的一員，與篤行為伴。此時，這位年輕有為的學者面對的新課題是：如何帶領南京信息工程大學的科研團隊，研究在現代氣象裝備中有重要應用的關鍵材料及其應用技術，加速“學”與“用”、“知”與“行”之間的力量轉換。

一場預定結局的“出走他鄉”

“適千里者，三月聚糧”。遠赴重洋之前，饒博士曾經在著名的中國科技大學工作了三年。隨著信息產業的飛速發展，信息功能材料作為產業基礎得到了廣泛的重視。2005年，饒博士遠赴美國，在弗吉尼亞理工大學攻讀信息功能材料的博士學位；取得學位之后，他又在美國羅格斯大學及美國愛達荷國家實驗室工作了四年。經過多年在物理、材料和力學等學科領域的學習和研究，他掌握并發展了研究可發生相變的功能材料的前沿方法。利用這些方法，他重點研究了“如何在各種外界刺激的作用下顯著地增大材料響應，并大幅度降低相應的能量耗散”。這種材料的優化能深刻地影響相關傳感器、驅動器和換能器的設計，進而促進與之密切相關的氣象、國防、航空航天和醫療等重要領域的發展。

研究過程是艱苦的，恒定不變的是饒博士的探究之心。終于，經過無數次的嘗試給出了一個結論：通過對材料微結構的選擇和調控，材料的綜合性可以有質的飛躍。在此過程中，饒博士提出了新概念和新理論來描述材料在外場下的響應，解釋了部分重要的實驗結果，預言了幾類新型超響應功能材料，并建立了可輔助實驗研發新材料的部分判據。具體包括：提出了結構相變時的結構各向異性的新概念；建立了改變材料晶格取向時引起的大應變的非線性理論；解析求解了板狀夾雜的取向改變引起的超彈性和巨磁致伸縮；模擬了兩相共存納米結構的形成及其動態響應，解釋了兩相共存鐵電的最佳壓電性能，并建立了優化材料性能的條件。這些結果對理解和開發新型功能材料，特別是納米疇壓電材料、不含稀土的高性能磁致伸縮和電磁耦合復合材料提供了新思路，有利于縮短新材料研發的周期，其成果主要發表在《Physical Review Letters》《Nano Letters》《Acta Materialia》等領域內最具影響力的期刊上，引起了業內的廣泛關注。

赴美八年，饒博士展現了卓越的研究能力并取得了突出的研究成果。然而，經過認真的思考，他感到，回國發展的時機到了。在如今“情懷”二字已被過度使用的年代，似乎人人都能有一個關于科技、民族和夢想的好故事。而當記者問及饒博士回國的初衷是否是“家國情懷”時，他沒有正面回答：“出國時就想過幾年之后要回來。現在，國家很重視我們這些海外學子，學校也提供了很好的條件，是時候回來實實在在做點事情了。”

一個崇本務實的科研初衷

回國之后，饒博士成為了南京信息工程大學的教授、博士生導師和學科帶頭人，入選了國家的“青年千人計劃”、江蘇省的“雙創”人才和“江蘇特聘教授”計劃，并主持了國家自然科學基金面上項目等，對他而言，榮譽帶來的壓力是巨大的，必須要抓緊轉化為動力。

饒博士的崇本務實觀念，決定了其科研團隊的先天基因。組建團隊之前，他認真審視了學校在氣象、環境和信息等研究領域的優勢和特色、確定以提高現代氣象裝備的性能為任務，開展與大氣探測與監控等相關材料與器件的研究。他的目標簡單明確——在較短的時間內建設一支有特色，有影響力的研究團隊。在學校各級領導的大力支持下，他正帶領著物理與光電工程學院中從事材料科學研究的新生力量，準備在微波介電材料的研究上大展拳腳。

對于微波介電材料，饒博士耐心對記者解釋：介質材料的特點是能夠自發地產生，或者在外加電場的誘發作用下產生介電極化，也就是使正負電荷中心分離。這種介電極化能夠在高頻電場的作用下迅速地發生改變，從而產生一系列直接效應或間接耦合效應。利用介電極化與外加電場之間的直接效應，這類材料可以用來制備性能優異的高頻電容器和濾波器等，廣泛應用于雷達、衛星、移動通訊等領域。此外，這類材料的間接耦合效應能夠使材料呈現許多奇特的物理性質，例如在溫度場和電場的耦合下，材料中將產生熱釋電效應，可用于紅外探測器。基于這些特點，他們將以提高氣象衛星微波成像儀對地面溫度遙感探測能力、提高氣象雷達中濾波器選頻性能和小型化微波探測裝備為主要目標，研究可提高氣象雷達探測能力的超低損耗微波介質材料，可用于惡劣環境中無源溫度傳感器的介電材料和可制作尺寸較小和形狀任意的微波介質基板、介質天線、雷達罩等的微波介質陶瓷/聚合物復合材料等。

平臺建設剛剛起步，正是饒博士最忙碌的時刻。一方面他要做原創性的工作，形成自己的研究特色和體系；另一方面，作為學科帶頭人，他也要做好教學和人才培養工作，并通過吸引研究精英，打造一支精干的研究團隊。挑戰又一次來臨，他向記者表達的，不是困難，而是規劃；正如談到過去時，他提及的不是榮譽，而是感激。