一件智能材料衣服，可以感知皮肤表面湿度，出汗时长袖变为短袖，汗干后又恢复如初…… 一条人造蜘蛛丝，可以承受很大重量，缓慢拉伸且不会像橡皮筋一样快速回弹，当遇到高层火灾时，人们可以借助它缓降自救…… 在南开大学化学学院80后教授、博士生导师刘遵峰的实验室里，这些天方夜谭般的新材料，都已成为可能。《科学》等国际权威期刊发表了他的多项研究成果。 “人类的发展历程也是材料的发展历程，试想一下，如果我们能造出怎么拉都不会断的线，或许可以把地球和月球连接起来。”谈起材料学，刘遵峰神采奕奕。在他眼里，通过新型高分子功能材料研究，找出更强、更智能的材料，就是探索世界的奥秘。
刘遵峰坦言，他喜欢创新性研究，“做科研不跟风追热点，我最喜欢通过科研改变人类生活，我对未知充满好奇。” 2008年，刘遵峰到荷兰莱顿大学做博士后，合作导师帮他选的研究题目是纳米材料分离蛋白质，并辅助分析蛋白质的结构。这个课题很难，也很冷门，研究进展非常缓慢，好几年也没发表过重量级的论文。“但多年以后证明，当初的研究开创了一种新的方法来分析蛋白质的结构问题。”刘遵峰说，这段经历让他更深切地感受到，“创新性研究最为艰难，从0到1，是最有意义的创新。” 刘遵峰把目光投向了一个“零”。目前，空调和冰箱广泛应用压缩原理制冷，制冷效率一般低于60%。如何提升制冷效率？常用的改进思路着眼于更换制冷剂、结构设计等方式，而刘遵峰并不满足于此。
他的团队参与的一项研究，初步证实了“扭热制冷”技术，这是一种新型柔性制冷方法，使用橡胶、钓鱼线、纺织线等材料像“扭麻花”一样实现制冷，制冷效率可以达到67%，还能降低制冷成本。
“之前，人们并没有意识到这些普通的材料可以用来制冷。”刘遵峰说，这种新型制冷技术为制冷领域扩充了一个新的板块，为降低制冷领域能源损耗提供了新的途径。这一研究发现，刊载于2019年10月11日在线出版的《科学》杂志上，刘遵峰是论文的通讯作者。
2013年，刘遵峰开始接触智能材料，他现在的科研创新主线是，通过分析利用材料的特殊结构，发现材料的新性质，找到新的应用。 在刘遵峰眼里，创新思路可以天马行空，但应用还得脚踏实地。“人工肌肉”可以模拟人类、动物的肌肉，在医学、航空航天等领域具有广泛的应用前景。然而，此前制备“人工肌肉”纤维主要采用纳米碳材料等，造价昂贵、工艺复杂、舒适性差。刘遵峰带着团队独辟蹊径，利用天然纯蚕丝代替传统纳米碳材料，不使用化学修饰和添加剂，通过常规工业流程来制作智能衣物。 主持多个国家自然科学基金项目，入选国家、天津市等高端人才计划……刘遵峰的简历让人羡慕，然而他却坦言，自己本科成绩不拔尖，研究生也不是保送的，“我并不是老师眼中的学霸”。 学生时代，相比于刷题取得高分，刘遵峰更痴迷于弄清楚问题背后的原理。牛顿第二定律中，加速度表示的到底是什么意思呢？刘遵峰高中时曾对这个问题冥思苦想了一个星期。“这种思维模式，为我后来开展创新性研究打下了坚实的基础。”刘遵峰说。 1998年，刘遵峰考入南开大学化学系。在图书馆，刘遵峰发现了“新大陆”。每天除了上课，他几乎全部时间都泡在图书馆，对不同领域都有涉猎，经济、哲学、物理、生物等。回想起当年的经历，刘遵峰感慨万千：“大量涉猎各学科知识，极大地提升了我对事物的认知，这种认知方式促进了科研中的创新。” 刘遵峰说，他最兴奋的就是心中的问号被“拉直”。创新研究就像一棵大树，有了牢固的根基，还要有很多枝杈才能枝繁叶茂，枝杈多了发现新现象的可能性也会增加。“你得知道世界上有什么，才能知道没有什么”。在他的研究中，除了用到化学、材料学知识，还大量应用了物理、数学、生物等知识。 2016年，刘遵峰到南开大学任教，担任博士生导师，带了十几个硕士和博士研究生。博士生王润忘不了研究“扭热制冷”项目时的一次经历。“当时测出‘扭热制冷’拉长7倍的橡胶收缩降温的温度数据一直很准确稳定，然而就在我们准备撰写论文的时候，数据突然变化了，相差1—2摄氏度。”王润回忆。 刘遵峰带着大家找原因。排查机器情况、样品制备是否重复、操作手法是否规范、计算是否错误，一一排除后，研究还是陷入了僵局。王润说：“我们百思不得其解，甚至怀疑之前的测试数据不准确。刘老师鼓励我们不要放弃，为了获得重复数据，折腾几个月很正常。”最终他们发现，原来是天津夏天湿度较大，造成实验数据发生了变化。 刘遵峰常说：“好奇心和意志力，是做科研的基本素质。”学生们都知道，如果受到批评，肯定是因为做事敷衍。刘老师乐观温和，对学生们关心而宽容。在刘遵峰眼里没有坏学生，“他们只是还没学会方法”。 “最希望我的学生快速成长，将来为国家做更大贡献。”刘遵峰说。
来源 | 《人民日报》，原标题：从0到1，最有意义的创新；南开大学
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