文·袁志勇
■ 周三有约
遗态材料,作为材料研究领域里的一个新概念,主要指借用自然界经亿万年进化的生物自身多层次、多维、多结构的本征结构,通过人工方法变更其结构组分,制备出保持有自然界生物精细分级结构的新型结构功能一体化材料。研究和开发新型遗态材料,已是当今材料科学领域内的重要内容。上海交通大学材料科学与工程学院教授、金属基复合材料国家重点实验室主任张荻教授在这一领域挥洒了近30年的心血。
上世纪70年代末,张荻以优异的成绩考上西安交通大学材料科学系。毕业后,成绩优异的他又获得教育部出国读研究生的机会,赴日本留学。在日期间,他分获大阪大学硕士学位以及博士学位。1988年,张荻回到上海交通大学任教,并在2001年被聘为“长江学者奖励计划”材料学科的专家。
长期以来,张荻主要从事轻质高强材料、金属基复合材料、陶瓷电池和燃料电池用材等领域的研究工作。他曾说:“自然是高效的,自然是完美的,自然是简洁的……向自然学习也许是科研工作者做科研的最好途径。”作为一名拥有强烈责任感和使命感的知识分子,他带领着金属基复合材料和遗态材料的研究团队坚持在材料科学研究领域的前沿位置不断开拓、进取,在教学与科研战线取得了双向的成就。
“师法自然”自古以来即为人类获取知识的最直接方法。然而,由于种种局限,一方面人们至今仍缺乏对大自然系统科学的研究;另一方面,即使拥有现当代最高水准的科学技术和设备仪器,人类仍然难以效仿出大自然经亿万年优化而得来的精美细致的分级结构及其所具有的多功能特性。为了摆脱传统材料设计的缺陷,并且能够快速、简洁地设计出结构与功能一体化的新型材料,金属基复合材料国家重点实验室遗态材料研究小组在张荻的带领下,开展了基于生物精细结构的遗态材料研究。张荻希望以自然生物为模板,利用物理化学方法传承生物精美、精细的结构和形态,同时改变其化学成分,从而制造出既保留自然界精细结构,又有人为赋予特征的新材料。
近年来,在他的启发和带领下,研究小组将目光从单纯的植物材料投向了整个自然界,特别是多尺度分级精细结构的生物材料。诸如鸡蛋膜、蚕丝纤维、细菌和蝴蝶翅膀等,都成为了整个团队关注的对象。通过采用各类遗态材料合成技术,他带领研究小组制备了一系列氧化物和硫组化合物半导体复合材料,经过深入研究材料制备过程的作用机制,从而提出了功能遗态复合材料的分级结构形式原理。
近30年的科教生涯,张荻也将一腔心血尽数倾注在学生身上。他坚持做学生的“指路人”而非“陪路人”,“指路”重在依据国际学科前沿的发展动向,为学生指定研究大框架,重在引导学生“创新”思维,培养独立解决问题的能力。张荻还根据学生个人的发展目标与科研要求,采取不同的教育和引导方式,力争将每一个人培养成对国家、对个人有益的人才。这些年来,他培养的博士生中有2人获全国优秀博士论文奖,1人获全国优秀博士论文提名奖,6人获上海市优秀博士论文奖。