當今世界，新材料科技突出飛猛進。一款天然納米纖維素高性能結(jié)構(gòu)材料，其密度僅為鋼的六分之一，而比強度、比韌性均超過傳統(tǒng)合金材料、陶瓷和工程塑料，可承受從零下120℃到零上150℃的極端溫度。這款新型材料被成功研制出來，有望替代現(xiàn)有的工程塑料，具有非常廣闊的應用前景。喜訊從中科大俞書宏團隊傳來，相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表在《科學進展》期刊上。
俞書宏自2002年回國以來，就基于自然啟發(fā)，開始從事仿生材料領(lǐng)域的研究工作。從早些年無機納米材料的仿生合成，到近年來對宏觀尺度納米復合結(jié)構(gòu)材料的仿生制備及應用，他都進行了較系統(tǒng)的探索研究。俞書宏帶領(lǐng)他的團隊，翻山越嶺，發(fā)現(xiàn)自然之本、研究物質(zhì)之用，取得了一個又一個科研碩果。
感恩自然的“魔術(shù)師”
“做科研的確辛苦，但真正感興趣，就會苦中有樂。自然界給了人類非常多的啟發(fā)，給創(chuàng)新提供了源泉。”俞書宏從事科研的動力正是源于對自然和科學的熱愛。
碳酸鈣在自然界隨處可見，很多人認為沒啥可做，但俞書宏從2002年回到中科大工作后，一直在跟碳酸鈣打交道。俞書宏透露，他的研究就是從一個側(cè)面來模仿貝殼、珍珠等結(jié)構(gòu)，制備出性能可以與自然界依靠生命體創(chuàng)造的材料相媲美的新材料。天然貝殼珍珠母，具有超乎想象的機械強度和韌性，但如何仿生制備人工珍珠母，是一個世界公認的難題。“貝殼是一種很好的層狀結(jié)構(gòu)，像階梯教室一樣，一層一層堆積而成，這種砌墻式的磚泥結(jié)構(gòu)強度、韌性非常好。”俞書宏團隊參照天然珍珠母的砌墻式策略，提出一種新的“組裝與礦化”法，從源頭上模仿天然貝殼珍珠層的形成過程和化學組分，在世界上首次成功礦化合成了密度更低、優(yōu)越抗斷裂性能更好的人工珍珠母。如今，這些從小小“碳酸鈣”中誕生的新材料，已在航空、航天、國防等領(lǐng)域大展身手。
俞書宏喜歡自然界的礦物質(zhì)和動植物，更喜歡琢磨它們的結(jié)構(gòu)。無論是貝殼、珍珠，還是北極熊、爬山虎，都成了他的研究對象。受北極熊毛發(fā)中空結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，俞書宏團隊成功研制出一種新型輕質(zhì)保溫隔熱材料;模仿竹節(jié)的結(jié)構(gòu)，他們團隊設計了一種“脈沖式軸向外延生長”方法，成功制備出納米“竹子”。“當前，我們還在模仿骨骼生長方式研發(fā)新材料，有望高度重現(xiàn)骨骼的強度和韌性，有效避免材料植入人體的排異反應，改變這一材料依賴進口的局面。”俞書宏坦言，大自然本身就是一個神奇的魔術(shù)師，它能給材料設計帶來很多啟發(fā)，人類應該感恩大自然。
不慕名利的探索者
走進俞書宏的辦公室，他的桌上擺放著精美的蝴蝶標本、海螺和貝殼等。他對這些研究得如癡如醉，“做科研就像跑馬拉松，如果在最后幾圈，你想擠進去，就要有足夠的力量和充分的準備。科研要志存高遠，不能急功近利天天圍著‘帽子’‘票子’轉(zhuǎn)，要選擇適合自己的方向去創(chuàng)新。”團隊成員特任教授劉建偉說：“俞教授一直號召我們做艱難的任務，不要做跟隨性實驗。科研要有長時間做冷極凳、長時間得不到認可的心理準備，嘗試幾百次都是正常的事情，一定要耐得住寂寞、守得住初心。”他印象最深的事情，俞書宏每次從外地出差回來，無論多晚也不是先回家里，而是先到實驗室。在科研上，他不管遇到了什么困難，始終專注于自己的方向，堅持做一些從0到1的原創(chuàng)性工作。
基于突出的科研成就和嚴謹?shù)目蒲芯瘢釙晗群?次榮獲國家自然科學二等獎，并在2018年獲得安徽省重大科技成就獎。面對獎項，俞書宏顯得非常淡然。他總是強調(diào)：“不要報道我個人，多報道團隊工作。科研應重視與同事及其他領(lǐng)域的研究者開展合作，不能故步自封，科研上的合作經(jīng)常是1+1遠大于2”。5月30日，第二屆全國創(chuàng)新爭先獎表彰獎勵大會在京舉行。得知自己榮獲全國創(chuàng)新爭先獎章，俞書宏只是平靜地說：“這是國家還有科學界對我們多年來工作的一個認可，我們趕上了新時代，國家給了我們科研工作者很好的條件。所有成績都只屬于過去，一切都是新的起點，需要我們做的還有很多。”
他時刻關(guān)注國內(nèi)外最新前沿動向，辦公室書架上擺放著一系列相關(guān)研究領(lǐng)域的刊物，墻壁上懸掛著的山水畫《黃山煙云》和《溪邊和鳴》，正如他內(nèi)心堅韌不拔、質(zhì)樸低調(diào)的寫照，團隊合作，最終匯聚成科研的巨大力量。
心系家國的育英人
在致力于科研的同時，俞書宏還把人才培養(yǎng)放在重要的位置。中國科學技術(shù)大學博士后管慶方說：“俞老師給了我們非常寬松的科研氛圍，但在細節(jié)上他對我們要求非常嚴格、嚴謹，并鼓勵我們勇于創(chuàng)新。”
俞書宏一直很有家國責任感和社會擔當。當前，我國在很多高技術(shù)領(lǐng)域被國外“卡脖子”，很重要的方面就是關(guān)鍵材料上存在瓶頸。“我們要緊緊瞄準從0到1的原始創(chuàng)新，為自己定下一個更高的目標，多解決材料方面‘卡脖子’問題，為國家發(fā)展做貢獻。”俞書宏說，中國科學家完全有能力、有信心做更好的創(chuàng)新。希望年輕人在確定自己科研方向時，多結(jié)合國情，多思考國家戰(zhàn)略和老百姓日常生活中的需求，用自己所學回報社會。
早上7點多到實驗室，晚上快11點離開，這是俞書宏工作的常態(tài)。“你現(xiàn)在不缺科研經(jīng)費，也不需要發(fā)論文，為何還有這么大的干勁?”他的學生經(jīng)常問。“我們拿了國家這么多研究經(jīng)費，必須爭分奪秒，要拿出有‘含金量’的東西來，回報國家和社會。”俞書宏表示。目前，他培養(yǎng)的博士生已有80余人。
同時，強烈的社會責任感也不斷激勵著俞書宏，要時刻保持科研創(chuàng)新的初心。針對社會上塑料污染問題，俞書宏團隊致力于研究可降解塑料;針對社會上霧霾嚴重的問題，俞書宏團隊研究出物美價廉的除霧霾產(chǎn)品。2020年疫情最嚴重的時期，俞書宏以時不我待的緊迫感，帶領(lǐng)團隊加緊研究怎樣提高防護服的透氣舒適性，并聯(lián)合中科大先研院，新成立安徽中科微納新材料有限公司，研制生產(chǎn)出納米材料涂層。這種涂層可以有效取代熔噴布，極大降低了口罩、防護服的成本。俞書宏說道：“實現(xiàn)高性能納米材料實際應用是我們的最終目標，我們會更加關(guān)注社會上對新材料的各種需求”。
“瀚海星云萬里路，紅專并進寫華章”，2019年11月22日，中國科學院公布2019年新增選院士名單，中科大合肥微尺度物質(zhì)科學國家研究中心納米材料與化學研究部主任俞書宏榜上有名。“入選院士是對我的鼓勵，看到自己的研究成果得到國內(nèi)外同行的認可，特別開心。”俞書宏表示，將一如既往地做好基礎研究，努力為國家研發(fā)出更多急需的新材料。
責任編輯：史洪芳
