
西安交通大學歷史底蘊深厚,科研成就卓越,特有的“西遷精神”吸引著一代代有識之士。海外學成歸來的“85后”青年科學家張留洋,以其卓越的科研成果和篤定踏實的學術作風,成為太赫茲檢測與傳感科技領域的優秀人物,同時也是“西遷精神”在新時代的杰出代表。
2005年,張留洋以優異成績考入華中科技大學攻讀電子科學與技術專業。家鄉河南是高考大省,每年近百萬考生,考大學的確是一個“窄門”——但他就是要闖一闖高考。“走好選擇的路,別選擇好走的路”,這句智慧的話他沒有聽說過,但卻是他從少年時就奉行秉持的風格,并延續至今。
大學讀書期間,張留洋依然保持著勤學好問的學習習慣,不僅系統掌握了電子科學與技術的基礎知識,也激發出了對科研的濃厚興趣。本科畢業后,因為成績優異,被學校推薦前往法國巴黎薩克雷大學攻讀碩士學位。在巴aYlTLYfnJKe9I7vOF0tQONhrQftSVZMvbwVX3MAg8lA=黎即將完成學業時,他收到了來自美國佐治亞大學攻讀博士學位的接收函。在年輕導師的引領下,他參與了多項國際級科研項目,積累了豐富的科研經驗和國際視野。
2017年,30歲的張留洋博士研究生畢業,是繼續留在美國還是回國?兩條路擺在了面前。讀博期間,他發表了多篇頗有影響力的論文,想留在美國是一件很輕松的事,但是心中有個聲音一直在說——科學無國界,但科學家有祖國。
沒有太多糾結,張留洋和妻子選擇了回國。妻子是他在法國留學時認識交往的,對他的事業很支持。國內的人才引進政策和給予青年科研人員的一系列支持保障,也是一個很重要的原因,“這給我們免去了許多后顧之憂”。
在機械損傷檢測與分析方面的基礎研究令張留洋在學術界引起了關注,多家高校向他伸出了橄欖枝,他最終選擇了西安交通大學。“這所學校的科研與學術環境都很不錯,而且學校也給了我們很大的平臺。”學校的各項支持和保障,既是對他的厚望,也給了他無限動力。“學校給了這么好的起步條件,我們也要拿出成績才行啊。”張留洋笑著說。
近年來,張留洋在在太赫茲技術領域深耕細作,致力于太赫茲檢測技術提升、太赫茲超構器件研發以及傳感應用等方面的研究。他始終堅持嚴謹求實的態度,對待每一個實驗數據都力求準確無誤,注重科研過程的細節管理,確保實驗結果的可靠性和可重復性。同時,他不斷追求技術的精益求精,通過優化實驗方案、改進數據處理方法等手段,提高科研成果的質量和水平。他帶領團隊不斷探索新的研究方向和應用領域,在太赫茲檢測技術與智能傳感器設計制造領域取得了顯著的科研成果,不僅推動了相關學科的發展,還在多個實際應用場景中展現了巨大的潛力。
在太赫茲檢測技術開發方面,張留洋團隊基于太赫茲時域信號的局部對稱性特征,結合脈沖信號的多次反射機制,提出了一套在極低信噪比下進行高對比度成像的太赫茲信號處理體系,相關成果發表在Science Advances。太赫茲技術應用領域廣泛,比如機械部件損傷檢測,太赫茲傳感器和高靈敏度檢測技術可用于飛機發動機葉片、鐵路軌道等關鍵機械部件的內部損傷檢測,提高設備的安全性和可靠性。張留洋團隊已將太赫茲檢測與成像技術應用于文物保護領域,成功檢測出兵馬俑彩繪下的脫黏和孔洞缺陷,為古代彩繪的早期保護提供了新的技術途徑。
在太赫茲超構器件方面,張留洋團隊提出了一種將微納3D打印技術與微流道液態金屬填充技術相結合的微結構制備工藝,成功制備了具有寬帶和多頻段特性的太赫茲超材料。該成果發表在IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques期刊上。這一技術克服了傳統制造工藝的局限性,所制備的太赫茲超材料在寬頻率范圍內展現出高吸收率和大帶寬的特性。此外,采用基于環偶極子共振的機制,利用3D打印技術制備了具有30×30個超分子陣列的太赫茲傳感器。通過面外結構增強了光和物質的空間重疊,從而顯著提升了傳感性能。這一成果發表在光學期刊Optics Letters 上。
在可調諧超構器件方面,張留洋帶領課題組還提出了基于三維屈曲變形原理的電磁超構器件動態調控方法,利用相反對映體結構透射系數差異,設計了一種焦距可變、聚焦強度可調的雙焦點柔性超透鏡。這種超材料具有可拉伸性和柔性,結構穩定性好,可承受循環加載以實現超材料可重復調諧使用。他們受剪紙藝術啟發,設計出多種可重構單元,通過機械變形促進單元旋轉以打破面內對稱性、增強結構本征手性。該類結構具有柔性、組成簡單,實現了多種功能協調,應用前景潛力巨大。
作為西安交通大學的教授和博士生導師,張留洋深知人才培養的重要性。他始終將學生放在首位,注重培養學生的科研能力和創新精神。他鼓勵學生根據自己的興趣和特長選擇研究方向,常常與學生一起討論問題、分享經驗,激發學生的創新思維和實踐能力。
張留洋一直記得在美國佐治亞大學讀博時的導師給予他的支持。“導師比較年輕,比我只大七歲,我幾乎每天都能見到他,有什么問題隨時可以找他請教。寫好的文章找他看,不出三四天一定會回復,從表述方式到語法,都會認真修改,可以說是手把手地帶學生。他在學術研究方面嚴謹認真、一絲不茍,要求每一個實驗都可以重復實現,容不得一絲馬虎。但是在生活方面又特別隨和,我們經常一起吃飯、打球,可以說,他是對我影響最大的人之一。”
對導師最好的致敬就是向導師學習他的教學方式。“我幾乎是復制了導師的所有方法,帶學生方面親力親為,盡可能地和學生待在一起。解答他們的問題,在羽毛球場上揮汗如雨,一起吃飯,形成亦師亦友的關系。”張留洋的第一個博士生,如今已經在哈爾濱工業大學鄭州研究院任教,也幾乎復制了張留洋的教學方式和與學生相處的模式。
在張留洋的悉心培養下,一批批優秀的青年學者逐漸成長起來,成為科研領域的新生力量。除了課堂教學外,他還積極組織各類學術交流活動,為學生提供更廣闊的學術視野和交流平臺。他邀請國內外知名學者來校講學、交流,鼓勵學生參加學術會議和競賽活動,拓寬學生的學術視野和人際交往能力。同時,他還注重培養學生的團隊協作精神和國際交流能力,為學生的未來發展打下堅實的基礎。
張留洋總是會為學生尋找走出去的機會,讓學生按時畢業,為他們的工作就業考慮,“現在大學生就業比較實際,喜歡生活和工作兩手抓,我的學生畢業第一選擇都是去科研院所,生活相對比較穩定,他們都很有上進心。我也會和學生討論他們的職業發展規劃等,給他們出謀劃策”。
忙碌的科研工作之余,張留洋還承擔著研究生的課程任務,他主要教授《有限元分析與應用》這門課程,從最初只有十幾個學生,到現在80多個學生,教學任務越來越重,“研究生教學比較強調讓學生獨立思考,我一般不安排作業,考試也是開卷的,題目都比較有探索性。研究生的教育還是以采集式學習為主,需要什么技術或者課程,就趕緊學習起來,這樣慢慢就讓學生們學會了獨立思考和解決問題”。
張留洋深知團隊合作的重要性,他帶領團隊成員共同面對科研挑戰,協同攻關解決技術難題。注重發揮每個成員的特長和優勢,鼓勵大家相互學習、相互支持,共同推動科研工作的進展。生活中,他性格寬厚溫和,總能看到別人身上的優點,也喜歡干凈簡單的工作氛圍。“我不喜歡其他事情上消耗能量,喜歡全力以赴做科研,大家勁兒往一處用,這種感覺很好。”他常常說自己很幸運,遇到的都是很好的人,比如以前的導師,比如現在的團隊負責人,他們彼此之間都非常信任,他珍視這些生活中美好的情感,并將這種美好帶給其他人。
2019年4月8日,擁有著西安交大百年機械學科底蘊的高端裝備研究院正式入駐中國西部科技創新港,國際機械中心作為高端裝備研究院系所代表揭牌,瞄準國際前沿發展方向和學科交叉發展目標,正式開啟了交大機械堅定踏向學科前沿、大步追趕超越的新旅程。張留洋被任命為高端裝備研究院國際機械中心副主任,積極參與中心實驗室裝修、設備購置、實驗空間規劃等建設與管理工作,注重國際機械中心文化建設,增強了中心的凝聚力,營造了良好科研文化氛圍。
在進行科研文化建設時,張留洋越來越深入地了解了交大西遷精神。作為一名新西遷人,他常常會被前輩們的西遷精神所激勵和鼓舞,也因此堅定了自己投身科研和教育事業的決心。“現代科學技術的進步,是推動生產力發展的重要動力,是國家發展的基礎,因此,做好本領域的科學研究尤為重要。”牢記使命,發揚西遷精神成為他不斷前行的動力源泉。
年輕的張留洋,科研碩果累累,入選了國家級青年人才計劃、被評為小米青年學者,主持了國家自然科學基金面上項目、青年基金、省基金重點等多個科研項目,這些項目不僅為他的科研工作提供了資金支持,也推動了相關領域的技術進步和創新。他先后在Science Advances、ACS Nano、Advanced Science等國際頂級期刊上發表學術論文100余篇,已授權發明專利15項。他的論文和專利涵蓋了太赫茲檢測與功能器件、智能傳感設計與制造、狀態監測與診斷技術等多個前沿研究領域,有多篇還是封面文章,這些期刊在各自的領域內具有極高的影響力和學術地位。他同時也受邀擔任Advanced Functional Materials、Advanced Photonics、Carbon等40多個國際頂級期刊的審稿人。作為審稿人,他需要對提交的論文進行嚴格的評審,確保論文的質量和學術價值。他同時也擔任著IEEE TIM副主編、Fundamental Research青年編委等職務,以及極端制造分會委員等學術組織的成員。這些職務讓他有機會為學術期刊的發展和創新貢獻力量,同時也推動了學科交叉與融合。
既要做科研,又要抓教學,還有諸多社會職務,常年高密度科研工作與頻繁出差成為張留洋的“標配”,很多論文修改和學術資料研讀是他在機場和萬米高空中完成的。在這個瞬息萬變的時代,做科研既要有坐冷板凳的耐心,也要保持對最新訊息的敏銳。
他盡量在繁忙的工作間隙抽空陪陪家人,帶小孩爬山、戶外運動等,“期望能夠很好地平衡工作和家庭”。張留洋又一次展顏微笑,回憶起自己自由的、不受約束的童年,“我的父母都是普通人,我的成長環境也很普通,但是直到現在我還能記得父親對我無條件地支持,只要我想去做的事情,他都會說好,后來想想,他給我的自由、信任是我成長中特別寶貴的那部分”。
無論是工作還是生活中,張留洋都能與人很好地相處,并保持長久的聯系。比如他在佐治亞大學的導師有一年來上海做學術交流,他不論多忙,都要抽出時間坐飛機去上海;比如他在美國留學時的室友,幾年間處得和家人一樣,兩人一直彼此打氣彼此鼓勵。他總能記得別人的好,遇到事總會先想想別人的處境,有發展機遇時會優先想著自己的學生,“學生們找到好工作,做出科研成果,是我最開心的事,學生如果比我優秀,會更開心”。有人說,他是有大格局的人,他說他只是從小就是這樣待人做事。
他個性平和,得失心也不重。“家人身體健康,心情愉快就很好,我也比較樂觀,遇到困難,直面總會解決。”在被愛,被信任,自由的環境中長大的人,自帶愛與信任他人的能力。有一份值得全力以赴的工作,并能做出成績,去影響更多的人,為祖國發展效力,這是現在的生活,也是他喜歡的狀態,他會為之一直努力。
責任編輯 趙漢琪