令人瞠目結舌的院士履歷，國產博士的學術暴走之路！

前幾天，材料牛資訊發了一篇Nature Materials對盧柯院士的訪談“16歲上大學，30歲成博導，他怎樣回應Nature Materials的訪談？”，很多小伙伴后臺留言，對盧柯的國內博士身份以及學術暴走之路非常感興趣，希望小編盤點一下。

好了，廢話少扯，有興趣的基本信息請百度，我只能跟你說他真的很牛很牛很牛。牛人背后肯定有故事，所以小編帶你走進他背后的故事。

2003年，38歲的盧柯當選中國科學院院士，他是改革開放后當選的年齡最小的院士，這個紀錄至今仍未被打破。在常人眼里，盧柯的成長似乎是在看一部驚悚片，他的人生就像是安裝了加速器，每一步都比同齡人走的更快也更受矚目。

職業科學家，“缺什么補什么”

盧柯除了鍛煉身體外沒什么別的愛好，一心撲在科研上，每天工作十幾個小時，每周只休息半天。除了在家外，他的活動地點就是金屬所和國內外各種學術交流會議的現場。他把自己定位成職業科學家，只為科研。

盧柯之所以能夠比常人走得快，很大程度在于自身的努力，或許更為直接的解釋就是：效率。用半天時間做別人一整天的工作，這就是他在科研上的時間節湊，理由很充分，也很務實：“越早經歷，越早能修正自己的錯誤，死之前做有價值事情的時間就越多。”

其實，努力只是盧柯的表象，其內在原因是因為他的方法論，就是“缺什么補什么”。當年高考英語成績只有30分的盧柯要想考取中科院的研究生可謂是壓力不小，為此他玩命學命學英語把專業最經典的英文原版教材——《位錯引論》，花了一年時間翻譯成中文看。一年后，他考研總成績是系里考中科院的學生中最高的。

讀研時候，所上的課程都很有限，但是材料學科是一個與各領域都交叉相融的學科，需要很多物理學方面的知識，為此盧柯整天捧著《非晶態物理學》自學，把書都翻爛了。在德國讀博士后期間，他發現自己的熱力學知識不夠，就找書從頭開始看。學完后，他還用熱力學方法對自己的研究做了一個系統計算，這個計算結果還讓他發了一篇論文。因此，盧柯的很多理論都是自學而來的，因為他的方法論就是：缺什么補什么。

方向篤定，一往直前

從物理學到熱力學，再到界面學，盧柯一點一點在補，這也說明了他的研究一步一步在深入。研究生畢業后的盧柯確定了自己非常感興趣的方向：梯度納米結構材料。

對于一個領域的研究，我們總是喜歡用“鉆研”來這個詞在表達自己對領域的深入程度，但是盧柯喜歡用“捂”，讀起來似乎很土，但是確實常人很難想到的一個詞。其實，這就是創新，想常人所不能想，做常人所不能做。

在科研的道路上，盧柯備受爭議。1998年，盧柯在參加學術會議的路上偶遇一位國際大牛，他興奮地說起自己在做的表面納米化研究。大牛一瓢冷水潑下來，“你去看某某人的文章，有人早研究過了，nothing new。”

備受打擊的盧柯并沒有叫停實驗。他讀完文章后，仔細分析別人做了什么，還有什么東西可以做。他和學生花了很長時間做樣品。從1997年—2005年，第一代樣品做出來，盧柯覺得，“完了，就到這兒為止了！”樣品坑坑洼洼，粗糙度太大，根本看不見表面納米層對力學性能的效果。

“要放棄嗎？”

“要放棄，這是技術問題，但大目標不變。”

“萬一錯了呢？”

“有可能錯，那你也得承受。

科研有風險，這是一個斗智斗勇的過程。”

“跟誰斗？”

“跟自己斗！”

盧柯扔掉第一代樣品，扔掉了之前的原理，換思路帶領學生又做了五年，還是什么都沒做出來。不過，這回他認定自己的思路是對的，不放棄。

一年后，“兩頭粗中間細，界面光潔，強度和塑性都很高”的梯度納米結構樣品就做出來了。2011年，這項成果被發表在《Science》，起初大家都不相信能實現，后來又都跟風做。2015年，美國材料學會秋季大會上，還開設了專門研討 “梯度納米結構材料”的分會。

興趣方向：梯度納米結構材料

盧柯和他的梯度納米結構材料享譽世界， 金屬梯度納米結構材料成為世界最具發展潛力的新材料之一。納米結構材料(nanostructured materials)是指結構單元尺度(如多晶材料中的晶粒尺寸)在納米量級的材料, 其顯著結構特點是含有大量晶界或其他界面, 從而表現出一些與普通粗晶結構材料截然不同的力學和物理化學性能。

梯度納米晶粒結構、梯度納米孿晶結構、梯度納米層片結構、梯度納米柱狀結構
純Ni的強度隨結構尺寸的變化

相比較于傳統金屬材料的強度與韌塑性通常不可兼得的特性，梯度納米結構材料具有良好的強度-塑性匹配性能以及抗疲勞性能。

梯度納米材料的強度-塑性匹配與傳統粗晶材料、納米晶材料及納米晶-粗晶混合材料的比較

梯度納米晶粒結構表層純Cu棒狀樣品的拉伸曲線及強度-拉伸均勻延伸率匹配
具有梯度納米晶粒結構表層純Cu樣品在不同拉伸變形量下的硬度隨距表面深度的變化關系
Z5CND-16馬氏體不銹鋼經SMGT處理(及退火)后扭轉疲勞性能測試結果

納米孿晶材料獨特的力學性能源于位錯 一孿晶的交互作用 , 這本質上不同于多晶體材料中位錯一晶界以及晶格位錯之間的交互作用 孿晶界面可有效阻礙位錯運動孿晶界面上領先位錯引起的應力集中與外加切應力以及位錯塞積的數量成正比 這一點與晶界強化類似 隨孿晶片層厚度減小, 孿晶內部可塞積位錯數量逐漸減少, 位錯穿過孿晶界所需外加應力提高 當孿晶片層變薄以至于位錯塞積無法實現時,將需要非常高的外加應力促使單個位錯穿過孿晶界 , 計算模擬結果顯示, 該外加應力可高達0.03-0.04a(為材料的剪切模量), 在中約為1.4-1.9GPa,因此, 當孿晶片層厚度小至納米尺寸時, 位錯和孿晶的交互作用是實現材料強化的主要機制。

金屬及合金材料中常用的強化方法示意圖

梯度納米晶粒結構表層純Cu樣品在不同拉伸變形量下的硬度隨距表面深度的變化關系由于納米晶材料中存在大量晶界、三叉晶界及其他結構缺陷, 它們既可作為原子快速擴散的通道, 也為化學反應提供了額外的驅動力(較高的界面過剩能), 大量晶界往往為化學反應提供了形核位置. 因此, 納米晶材料中的原子擴散速率和化學反應活性較普通粗晶材料有顯著提高. 利用納米結構的這種特性, 在金屬材料表層制備出梯度納米結構可以顯著加速表面合金化動力學, 降低合金化溫度、縮短合金化處理時間, 拓展了表面合金化的工業應用范圍。

130℃時63 Ni在純Cu梯度納米結構表層中不同層深處擴散系數、晶界擴散系數和孿晶界擴散系數的變化(退火態粗晶態大角晶界的擴散系數作為對比)

盧柯課題組官網：http://lu.imr.ac.cn/page/index.aspx

電話：024-2397-1508

郵箱：cqzhang@imr.ac.cn

編輯：窗前聽雨
參考：
盧柯，梯度納米結構材料
盧磊，盧柯，納米孿晶金屬材料