門口掛著漂亮的紗裙，實驗臺上養(yǎng)著蜘蛛，網(wǎng)兜里吊著雞蛋……南開大學化學學院教授、博士生導師劉遵峰的實驗室像極了卡通片里怪博士的實驗室，到處充滿了奇思妙想。

吳軍輝攝

“我們利用天然純蠶絲制備了一種新型的人工肌肉纖維，可根據(jù)人的體溫出汗程度，自動調(diào)節(jié)衣袖長短；研發(fā)了超強韌人造蜘蛛絲，當遇到高層火 災時，人們可以使用人造蜘蛛絲制成的繩索緩降自救。這根特殊的繩索可以承受人體重量，緩慢拉伸且不會像橡皮筋一樣快速回彈……”

聽起來有些天方夜譚，他卻帶領團隊將它們一一變成了現(xiàn)實。去年，《科學》《自然·通訊》《先進功能材料》等國際權(quán)威期刊發(fā)了他的多項研究成果。4月底，劉遵峰接受筆者采訪時表示，目前人工肌肉軟體機器人的研究已接近尾聲，成果即將對外發(fā)布。

“我對未知世界充滿好奇。”劉遵峰說，新型高分子功能材料研究，就是在探索世界的奧秘。

“我不喜歡跟風追熱點”

如果給劉遵峰的研究貼上標簽，在他同事口中出現(xiàn)頻率最高的兩個詞就是“有創(chuàng)造性”“實用性強”。

舉例來說，人工肌肉可以模擬人類、動物的肌肉進行一定的運動，在醫(yī)學、航空航天等領域具有廣泛的應用前景。然而，此前制備人工肌肉纖維的材料主要采用納米碳材料等，用作衣料的話造價昂貴、工藝復雜、舒適性差。為此，他們獨辟蹊徑，利用天然純蠶絲代替?zhèn)鹘y(tǒng)納米碳材料，不使用化學修飾和添加劑，通過常規(guī)工業(yè)流程來制作智能衣物。再如，他們通過一種非常簡單的方法，使用水凝膠纖維就能制備出人造蜘蛛絲，而且這種新材料可以達到與天然蜘蛛絲幾乎相當?shù)牧W性能。

“做科研，我不跟風追熱點，最喜歡的就是創(chuàng)新，希望通過創(chuàng)新性研究改變?nèi)祟愇磥砩?。”劉遵峰說，這是他一貫堅持的原則。

博士畢業(yè)后，他到荷蘭萊頓大學做博士后，合作導師是曾經(jīng)參與過諾貝爾獲獎課題研究的楊·彼得·亞伯拉罕。亞伯拉罕教授幫他選的研究題目是納米材料分離蛋白質(zhì)，并輔助分析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。

“這個課題很難，也很冷門，研究進展非常緩慢，好幾年也沒發(fā)表過重量級的論文?！钡珌啿苯淌诜浅Ｓ心托?，不會急功近利地要求出成果。

“多年以后證明，我在萊頓大學參與的研究課題非常好。”劉遵峰說。

2018年，在《科學》雜志評選的全球十大科學進展中，亞伯拉罕教授的研究工作位列其中，被認為是“一項可以進一步改變?nèi)祟惷\的研究”?！氨热绗F(xiàn)在開發(fā)一種新藥，需要先看清蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，當初的研究開創(chuàng)了一種新的方法來分析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)問題?！眲⒆穹逭f。

歐洲留學的這段經(jīng)歷，讓他更深切感受到：“創(chuàng)新性研究最為艱難，但也是最有意義的。不急功近利的堅守，才是科研創(chuàng)新之道?！?/p>

一條主線、多方拓展的科研模式

“進行創(chuàng)新性研究，除了看書學習理論，還要與實際相結(jié)合。”劉遵峰說。

2013年，他到美國做訪問學者，開始接觸智能材料，研究思路是如何通過材料的新性質(zhì)帶來創(chuàng)新性的應用，這讓他的研究與實際更加緊密地聯(lián)系在一起，也幫他樹立了現(xiàn)在的科研創(chuàng)新主線——通過分析利用材料的特殊結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)材料的新性能。

幾年間，劉遵峰從事的“扭熱制冷”“超強韌人造蜘蛛絲”“人工肌肉”等研究都是圍繞這一主線，均取得了不錯的成果。

“這幾個看似不搭界的研究用途不一樣，但結(jié)構(gòu)一致，都是主線的拓展?！眲⒆穹逭J為，創(chuàng)新研究就像一棵大樹，有了牢固的根基，有很多枝杈才能枝繁葉茂，枝杈多了發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象的可能性也會增加。另一方面，與現(xiàn)實生活相關的科研大多需要多學科交叉，特別是一個創(chuàng)新性研究，可能需要解決很多方面的問題才行。這種一條主線、多方拓展的科研模式，有利于建立良好的創(chuàng)新科研生態(tài)。

在劉遵峰這幾項研究中，除了用到和他本專業(yè)相關的化學、材料學知識，還大量應用物理、數(shù)學、生物等學科知識。“對科研人員來說，多學科交叉是一個趨勢，這就要求知識面廣闊?！?/p>

這還非常挑戰(zhàn)著人的意志力?！白钆戮褪菙?shù)據(jù)出問題，還找不到原因?！?/p>

研究“扭熱制冷”項目時遇到的困難，劉遵峰至今記憶猶新，“我們當時測出‘扭熱制冷’拉長7倍的橡膠收縮降溫為12.2攝氏度。如果將伸長和加捻均釋放，該‘扭熱制冷’降溫可以達到16.4攝氏度。這個數(shù)據(jù)一直很準確穩(wěn)定，6月份就在我們準備撰寫論文的時候，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化了，相差1—2攝氏度”。

學生王潤“吐槽”，平日里和藹的劉遵峰“搞起科研來不留任何情面”?！鞍l(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有變化，劉老師帶著我們找原因。排查機器有沒有問題，樣品制備是否重復，操作手法規(guī)不規(guī)范，計算是否出現(xiàn)了錯誤，一一排除后，研究還是陷入了僵局?！蓖鯘櫿f。

到了9月份，實驗數(shù)據(jù)又突然正常了。

“我們一開始也是百思不得其解，甚至懷疑我們之前的測試數(shù)據(jù)不準確。后來才發(fā)現(xiàn)，原來是天津的夏天濕度大，造成實驗數(shù)據(jù)發(fā)生了變化。”劉遵峰說，為了獲得重復數(shù)據(jù)，折騰幾個月很正常。

“我并不是老師眼里的學霸”

主持多個國家自然科學基金項目，成果“彈性導體”入選美國《發(fā)現(xiàn)雜志》2015年度全球Top 100科學發(fā)現(xiàn)……在很多人眼里，劉遵峰擁有令人羨慕的簡歷，然而，他卻坦言：“自己并不是老師眼中的學霸?！?/p>

“可能在應試教育下，老師最喜歡的學生是考高分的學生?！眲⒆穹逭f，對于公式他要知其然還要知其所以然。

例如，牛頓第二定律F=MA，他高中時冥思苦想了一個星期，加速度表示的到底是什么意思呢？通過對生活中各種現(xiàn)象的思考，劉遵峰盡量“吃透”其中的原理，并且把這些知識應用于各種場景中。“其實那時候思考這些問題挺耽誤刷題考高分的，但是這種思維模式為我后來開展創(chuàng)新性研究打下了堅實的基礎?！眲⒆穹逍χf。

1998年，劉遵峰考入南開大學化學系。在那個互聯(lián)網(wǎng)還不是很發(fā)達的年代，劉遵峰在圖書館發(fā)現(xiàn)了“新大陸”?！拔姨d奮了，當時每天除了上課，幾乎全部時間都泡在圖書館，經(jīng)常看不同領域的書籍，包括經(jīng)濟、哲學、物理、生物等?！被叵肫甬斈甑慕?jīng)歷，劉遵峰感慨萬千，“雖然當時我專業(yè)課成績并不十分突出，但是大量涉獵各學科知識大大地提升了我對事物的認知。后來事實證明，這種認知方式促進了我在科研中的創(chuàng)新?！?/p>

“我碩士期間搞的研究也涉及了多個領域?！眲⒆穹逭f，“當時課題比較冷門，研究經(jīng)費也不是很充足。好多實驗儀器是撿回來修理之后繼續(xù)使用的。為了解決實驗經(jīng)費的問題，導師承接了一些企業(yè)的小課題。我做過中草藥的項目，也幫企業(yè)設計過擦鞋機。”

劉遵峰團隊研發(fā)的彈性天線，在177%拉伸應變下，電導率遠高于常規(guī)彈性導體,在120%拉伸應變下電阻只增加40%。圖為劉遵峰（右二）展示彈性天線。

吳軍輝攝

盡管條件很艱苦，但在導師的指導下，劉遵峰碩士期間發(fā)表了3篇高質(zhì)量的SCI論文。

“只要堅持，沒有什么克服不了的困難?！彼f。

“下一步，我們將繼續(xù)完善已有的幾個項目，同時也會進一步推動新的研發(fā)，使它們能夠進入人們的生活?！眲⒆穹逭f，在探索世界、改變世界的道路上，他將繼續(xù)一路向前。

人物檔案

劉遵峰，南開大學化學學院研究員，博士生導師。致力于先進功能高分子材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究，研發(fā)出人工肌肉、人造蜘蛛絲、彈性導體等多種高性能柔性智能高分子材料。在《科學》《自然·通訊》等期刊發(fā)表多篇論文，主持多項國家、省部級科研項目，入選國家、天津市等高端人才計劃等，研究成果入選美國《發(fā)現(xiàn)雜志》2015年度全球TOP100科學發(fā)現(xiàn)。