化學之光 薪火相傳——記廣東工業大學教授劉曉暄

本刊記者 黃 健

化學之光 薪火相傳——記廣東工業大學教授劉曉暄

本刊記者 黃 健

劉曉暄在辦公室

在古埃及，流傳著這樣一個動人的神話傳說。地神塞布的兒子奧西里斯天賦神力，曾一度為埃及法老。他教會了人們從事農業生產，給人們帶來了幸福，后來卻被弟弟塞特謀殺。奧西里斯的兒子長大后打敗了塞特，并找到了父親的尸體做成了干尸——“木乃伊”。在神的幫助下，奧西里斯復活了。

“木乃伊的制作過程實際上就是最早的光固化制品。”廣東省光固化先進材料工程技術研究中心主任、廣東工業大學教授劉曉暄說道。神話雖為虛幻，但木乃伊卻是真實存在的。而其制作理念就是近十年來才興起的光固化行業。

夏日炎炎的7月，記者有幸來到了廣東工業大學，聆聽劉曉暄教授講述世界光固化行業的發展史。幾十年與光化學結緣的歷程，這位溫文爾雅、和藹可親的學者，不僅收獲了一串串沉甸甸的學術成果，更加收獲了科研與人生道路上眾多的良師益友。在這條“光芒萬丈”的光化學之路上，秉承著前人的思想美德，他將自己燃成了一團火，為無數后人照亮了前行的路。

一束光，終身追求

1957年春，劉曉暄出生于中國四大園林城市之一——吉林長春。這座被譽為“北國春城”的城市，為劉曉暄的學生時代渲染了幾分盎然的春意。然而，這段自由的求學時光也只持續到了高中時期。

“高中畢業后我就下鄉做了知青，好在后來恢復高考第一年就考上了大學。”1977年，由于文化大革命的沖擊，中斷了十年的中國高考制度得以恢復。一直勤學不輟的劉曉暄也在恢復高考第一年便考上了大連工學院（現大連理工大學）化工系高分子專業。得來不易的求學機會，學校的每一個人都倍加珍惜，上到校長、老師，下到每一位學子，對知識的渴求之情空前高漲。“一直記得教我們有機化學的任友達教授，非常兢兢業業，講課也非常好。2012年畢業30周年，我回大連的時候還去見過老先生。”劉曉暄回憶。

這一時期，他不僅豐富了學識，對高分子材料有了一定了解，還收獲了一大批良師益友。中國工程院院士蹇錫高就是其中特殊的一位師長。“從大連理工畢業這么多年一直保持聯系且亦師亦友的就是蹇老師。其實我們年齡也就相差十歲多，用蹇老師的話說：他是我的小老師，我是他的大學生！”回憶到這里，劉曉暄的語氣中不禁帶了絲笑意。蹇錫高院士的敬業精神以及在產業化方面的成就給他帶來了較大的影響和啟發，“他就是咱們國家真正‘接地氣’的院士。”

大學畢業后，劉曉暄就被分到了長春光學精密機械學院（現為長春理工大學）材料系任教。但與此同時，他對知識的追求也從未止步。

1983年3月，劉曉暄考取了中國科學院上海光學精密機械研究所的在職研究生，師從我國光學材料界的泰斗、中國科學院院士干福熹教授；1986年，他調到汕頭大學化學系任教，并于1995年6月前往清華大學作訪問學者，師從我國化學教育家與光化學家宋心琦教授。

從清華大學訪學回來以后，1997年，劉曉暄又考入了中山大學攻讀博士學位，并也因此遇到了人生中最重要的導師——我國光化學權威學者陳用烈教授。“陳老師現在快80歲了，已經退休了。但他對我的影響非常大，師恩惠及終生。”劉曉暄回憶。讀博期間，導師的言傳身教、兢兢業業以及嚴謹的科學精神都使他受益匪淺，從選題到實驗，一步一步將他真正地帶入了高分子光化學的世界。

“我的導師是在瑞典讀的博士，師從瑞典皇家工學院世界著名光化學家、諾貝爾化學獎評委Ranby教授。”劉曉暄介紹，Ranby教授共為我們國家培養了7個博士，而陳用烈是他的大弟子，還有中國科技大學教授施文芳夫婦、北京化工大學教授楊安泰等人。“所以國內的光化學領域，延續為‘Ranby學派’。”

2000年，正值Bengt Ranby教授80歲壽辰。施文芳和陳用烈教授特意將老先生請到了國內，并在黃山為他舉辦了一個紀念性的學術會議，全世界高分子光化學的權威學者幾乎全部聚集于此，劉曉暄也有幸參加會議。“導師就帶了我一個弟子去，所以我也有幸跟導師還有Ranby教授三代人合照了一張照片，掛在我的書房，很有紀念意義。”劉曉暄說道。

不管是學術、工作還是生活上，陳用烈教授都給了劉曉暄極大的關懷和幫助。“師徒如父子”，這句話用來形容二人之間的情誼再合適不過。“他還經常跟我說，我取得的這些成績也是他的光榮。”劉曉暄緩緩說道，“導師這些年來共培養了17個博士，師門弟子之間關系也都非常融洽。我們把我們的弟子群叫做‘陳家班’。”

一路走來，無論是任友達老師，蹇錫高院士、干福熹院士，或是宋心琦、陳用烈教授，這些德才兼備的老一輩科學家，均用自己淵博的知識和崇高的敬業精神在劉曉暄心中留下了深刻印記，并漸漸在他人生中匯聚成一束明亮而耀眼的光線，指引他在光化學這條道路上不斷追求、進取，在拼搏中傳承、發揚光大。

劉曉暄入選科學中國人（2015）年度人物

潛心高分子光化學研究

提起劉曉暄的專業領域——高分子光化學及光固化技術，或許很多人會感到陌生。但追溯起來，它的歷史可不算短。正如前文提到的木乃伊，便是通過光固化技術制造而成。

“古代的木乃伊就是利用樹膠涂滿尸體，再纏上一層劍麻的布，反復幾次后再將纏好的尸體曝曬在太陽光之下，最后曬干之后就形成了不朽的干尸。”劉曉暄介紹，“實際上就是液態的樹膠在強光的照射下固態化了，照相成像的原理也是光固化。”

簡而言之，光固化就是指單體或低聚體等在光誘導下從液態到固態的轉化過程。作為一個新的工業技術，光固化具有“5E”特點，即高效(Efficient)、適應性廣(Enabling)、經濟(Economical)、節能(Energy Saving)以及最重要的特點——環保(Environmental Friendly)。通常來講，光固化材料還可以分為三大類——涂料、油墨、粘合劑。

“我們普通的涂料一般是溶劑比較多，占一半以上，固含量不到40%，涂覆之后經常有甲醛這些易揮發的有機物（VOC）。所以我們國家現在在涂料行業的環保法規越來越嚴格，規定VOC含量降到非常低，這就要求涂料的制作過程中要用到光固化技術。”劉曉暄說。

而在油墨領域，目前也已有很多產業轉向了光固化，美國的可口可樂公司就是代表。“在制作易拉罐時，印刷油墨均采用光固化油墨，保證百分百的固含量，沒有VOC的排放。”劉曉暄介紹，“但目前在施工過程中還是不免會使用一些有機溶劑，因為固含量太高、粘度太大會導致涂料/油墨噴不出來或者不均勻。”

由于提早意識到環境保護的重要性，光固化水性涂料/油墨技術近年來在歐美等先進國家發展較快。為了解決這個問題，從2005年起，劉曉暄就開始著手研究水性光固化涂料，并于2006年成功獲得了國家發明專利，項目“水性光固化聚氨酯丙烯酸酯涂料樹脂的研制與中試”也已通過了廣東省科技成果鑒定，且在多家企業實現了產業化，極大地促進了我國水性光固化涂料技術的發展。

同時，作為生產生活中最重要的輔助材料之一——粘合劑，劉曉暄也對此做了大量的研究工作。在光固化行業，最典型的粘合劑即光刻膠。然而，作為半導體、發光二極管、生物芯片、光子器件等高科技產品的核心材料，光刻膠的研制技術一直受到發達國家的技術封鎖。目前國內的光刻膠市場近90%都需要依靠于進口，且受益于半導體產業轉移及國內電子化學品的迅速發展，光刻膠的需求量與日俱增，遠超于全球。在此情形下，開發我國有自主知識產權的光刻膠技術刻不容緩，江蘇強力集團自主研發的光刻膠邁出了可喜的第一步。

“我們國家現在正處于攻關階段，而我們也在努力。”劉曉暄介紹，幾年前，在廣東省教育廳科技創新重點項目的支持下，他們開始了光固化轉印膠的研發工作，且項目成果已通過驗收，并進入了產業化階段。

多年來，在紫外光固化技術的研究與開發工作也讓劉曉暄收獲了良好的聲譽及成就：現為中國化學會會員、廣東省化學化工學會會員、廣東省材料學會理事、美國科學技術學會（AASCIT）國際會員、英國皇家化學會（RSC）國際會員等。近年來，他還曾先后主持國家和省（部）級產學研重大（重點）項目22項，企業研發項目11項，在研經費超過800萬元；已在Polym Chem，J Membr Sci，J Polym Sci, Part A Polym Chem，Prog Org Coat和Polym Int等重要學術刊物及全國和國際重要學術會議上（法國MACRO 2004, 美國RadTech 2010和英國MACRO 2010）發表論文129篇（其中SCI收錄32篇，EI收錄30篇）。

然而，無論取得了多少成就，在劉曉暄眼中，等待他做的事還有很多。

面向產業化

2015年，在劉曉暄主持下，“廣東省光固化先進材料工程技術研究中心”獲得認證，這是國內光固化領域首家省級工程技術研究中心。

“我們國家光固化行業主要集中在幾個經濟發達地區，長三角、珠三角、北京、上海等地，全國有近千家企業。”劉曉暄介紹，“僅我們珠三角地區就有300多家企業，當時成立這個中心就是想將它建設成為珠三角的一個技術平臺，結合我們學校還有中山大學等學校的技術資源，再聯合幾家企業形成一個產業聯盟，為珠三角的300多家光化學企業服務，并且未來向產業技術聯盟方面發展。”

與一般學者不同，劉曉暄很早就意識到產學研的重要性，也并不排斥與企業合作。1997年，廣東省汕頭市剛剛成立塑膠商會時他就擔任了商會的首席技術顧問。目前為止，他已在多家企業商會擔任了技術顧問，將自己潛心鉆研的成果與企業聯合起來。并且除此之外，他還是中國感光學會輻射固化專業委員會（RadTech China）理事、學術委員，致力于推動我國輻射固化事業的發展。

“中國輻射固化協會每次開會時都有幾百人，其中大部分是相關企業負責人，所以我們對目前工業產品的需求和發展比較有把握。”劉曉暄表示，產業化最大的困難就是技術接軌，高校必須要尊重企業的技術需求，并且產品的定位也要超前，企業和研發人員也要達成共識，這樣才能真正推向市場，走向產業化。

與企業合作的每一項成果，劉曉暄都是先從實驗室研究開始，小試之后再逐級放大，最后再將中試的成果交給企業。從拿出產品、檢測再到反饋，這個過程至少需要兩三年的周期。但劉曉暄樂此不疲。目前，他主持的重大專項都有企業參與，“既要研發出新的產品，還有實現產業化”。

一分耕耘一分收獲。因在高分子材料和光固化應用技術方面做出了突出貢獻，目前，劉曉暄已獲省部級科技鑒定成果2項和汕頭市科技進步三等獎1項，并獲“科學中國人（2015）年度人物”稱號。同時，他還獲得了授權發明專利10件，轉讓發明專利5件，已投產發明專利4件，給合作企業和公司帶來了顯著的經濟效益。

“現在我又轉向了一個新的領域——3D打印光敏樹脂，可用于制作高精度、耐高溫、生物醫藥等材料，前景非常好，但同時難度也很大，因為技術含量太高。”劉曉暄介紹，為突破國外在3D打印耗材領域的壟斷地位，目前他正帶領團隊主持2項省部級重大專項，主攻3D打印耗材——光敏樹脂的研發及產業化，從分子設計和構效關系出發制備出膨脹型、超支化和彈性體等新型光敏樹脂，力圖使產品具有打印精度、造型實用、兼具力學性能的3D打印耗材新產品。該項研究正與企業產學研合作，現已取得了突破性的前期成果。

不忘初心，方得始終

做研究、當顧問、推產業……盡管眾多責任與義務集于一身，但對劉曉暄而言，他的天職始終只有一個——教書育人。

“有的老師經常抱怨，好多研究生課學生都缺席不來。其實，只要教師自己下功夫了，他們又怎么會不來？”對于目前大學里的一些現象，劉曉暄發表了自己的見解。

不管是本科生、研究生還是博士生的課，每年的課程內容他都會重新備份，從來不用老的版本。并且所有的課程內容均十分新穎、充實，非常受學生的歡迎。他還有一門《現代分析方法》的課，不僅上課從來座無虛席，而且還有很多其他未選這門課的學生寧可不拿學分也要過來旁聽，一時傳為佳話。

“教書30多年，我還是屬于‘老派’教學風格。”劉曉暄一字一句地說道。從“文革”時期走過來的學者，語氣中不免透出了幾分骨子里的執著和認真。在他眼中，教師的天職就是教書育人，必須要把本職工作認認真真做好。

以珠三角經濟區為實踐平臺，劉曉暄提出了以理論基礎扎實、技能嫻熟的應用型人才培養為特色，將高分子專業建設成為“立足廣東，影響港澳，輻射全國”的應用型人才培養示范專業。他還承擔了廣東省教育廳兩個重點教研項目，即研究生示范課程與高分子材料與工程本科專業的綜合改造項目。2015年，他還與科學出版社簽約，組織團隊教師撰寫兩部專著：《高分子光化學原理與光固化技術》和《氮氧自由基化學及活性光聚合》。

同時，作為廣東工業大學的省重點學科“材料科學與工程”（一級學科）“攀峰計劃”高分子材料與工程（二級學科）的學科帶頭人，多年來，劉曉暄在教書育人方面做出了杰出的貢獻和學術影響力，分別于2014～2015學年度榮獲廣東工業大學年度教學優秀一等獎，并獲2015年度優秀教師稱號。

然而，青出于藍而勝于藍。正如恩師陳用烈所言，學生的成績才是他最大的光榮。在劉曉暄心中亦然。

2015年教師節，劉曉暄接到了遠在大洋彼岸的學生李源培的電話，說給他送了份教師節禮物。打開郵箱之后，劉曉暄看到了這份特殊的禮物——一篇由世界頂尖科學期刊《自然》雜志發表的關于抗癌新藥和納米智能膠囊的論文。不用說，文章作者自然是他的碩士生李源培。

“他當時還接受了美國多家電視臺和報刊的采訪，并且現在也開始在美國帶博士生了。”談起學生的成就，劉曉暄的語氣顯得十分欣慰。他的另一個碩士生解令海教授，現在也已經成為南京郵電大學博士生導師、國家優秀青年基金獲得者，在有機電子及器件研究領域取得了卓越的科研成果。

對于學生的指導，劉曉暄總是傾盡全力，不管是在學術上還是生活中，都竭盡所能為他們提供最大的幫助。在他的團隊，每一個學生在碩士階段不僅要打好基礎，還要學會承擔整個項目的開發工作，從單體的純化、合成、制備、性能評價、放大實驗，再到中試及產業化，無一遺漏。也因此，從他手下畢業的碩士生都能掌握更多的理論和實踐經驗，受到眾多企業的青睞。

“作為一個老師來講，我不期望對學生有多少啟迪作用，但我不想做一個歷史的罪人。所以要盡量把自己的人格以及學術思想傳遞給我的學生，讓他們能夠真正地成長起來，成為一個獨立的、能夠自己再繼續發展的杰出人才。看到他們青出于藍而勝于藍，我就很開心了。我的導師也是這樣。”劉曉暄說道。

從1982年任教至今，不知不覺間，劉曉暄已在教師的崗位堅守了34年。無論是在長春光學精密機械學院、汕頭大學還是如今的廣東工業大學，任時光輪轉，他對教育的赤忱丹心始終不改。如果說，學生時代遇到的眾多德才兼備的導師是他人生中的一面風帆，那么如今，他又何嘗不是弟子心中那團指引人生方向的燈火與光明呢？

在實驗室指導學生

劉曉暄團隊