回首撒满艰辛和汗水的科研路，国家杰出青年科学基金（下称“杰青”）对我来说究竟意味着什么？思忖良久，我觉得“杰青”应该是我30年科研路上的一个“好望角”，不仅增添了我持续探索的动力，也让我对自己的研究方向、研究思路进一步充满了信心，对学术研究有了更持续的坚持。

    以塑料为代表的高分子材料与钢材、木材、水泥并称为四大材料，被广泛用在汽车、机械电子、石油化工、轻工等国家支柱产业，以及国防、航空航天等国家战略领域。高分子材料主要靠模具成型，模具作为制造业的关键装备，对我国制造业转变增长方式、产业结构调整和相关行业发展起着重要的支撑作用。

    我的主要研究领域是高分子材料成型加工、模具优化设计与制造等领域的理论、技术和数值模拟方法等，是力学和材料科学深度交叉的一个领域。研究目标是希望建立起高分子材料成型—微观结构演化—制品结构性能和使服性能全过程数理模型，利用数值模拟技术搭建起高分子材料成型和模具设计“技术”和“科学”的桥梁，实现高分子制品的可控制造。

    特别感谢我的博士授业导师程耿东院士，是他将我引入了这一交叉研究领域，有创见性地把计算力学的方法、理论应用到高分子材料成型、模具优化设计中。学科的交叉融合，既为力学学科的应用开辟了新的方向，同时又丰富了材料加工学科的研究手段。

    从攻读博士学位开始，围绕着这一领域，我已经坚持不懈地开展了近30年的研究，建立了一支多学科交叉的研究团队，作为学术带头人相继负责筹建了橡塑模具国家工程研究中心、材料成型及模具技术教育部重点实验室，所带领的团队被评为教育部创新团队和科技部重点领域创新团队，以第一完成人先后于1996年、2003年两次获得国家科技进步奖二等奖，发表SCI收录论文110余篇，并于2009年当选为中国科学院院士。

    能够取得这些成绩和进步，离不开国家和省部各类项目的支持。其中，“杰青”的支持给了我非常强的信心和动力，让我对学术、学术方向有了更持续的坚持。

    1990年博士毕业后，我回到家乡河南，在原郑州工学院（现郑州大学）筹建了模具研究所，在博士论文工作的基础上，继续针对注塑成型充填、固化、残余应力等过程的数值预测原理及高效算法等问题开展研究。我工作的起步就是一张办公桌和一台“286”电脑。在此后的近10年中，考虑到注塑成型和模具设计的技术需求，我们基本上沿着成熟理论的数理化、数理模型的数值化、数值模拟的软件化这样一条思路开展工作，研究对象大多是宏观层面的，解决的问题主要是注塑生产和模具设计中的“可成型性”和“尺寸精度”。我们从底层开发做起，包括界面、造型、网格划分、流动、冷却、翘曲变形分析程序等，完成了源代码开发近20万条，几乎与世界同步推出了具有自主知识产权的注塑成型模拟软件，并在数百件注塑制品和模具设计中得到应用，推动了注塑模CAE技术在国内的普及应用。

    进入21世纪，无论是技术开发还是理论研究，我们都遇到了挑战。在技术层面，随着高分子材料在我国国防、航空航天等领域应用不断拓展，不仅对高分子材料的成型性和尺寸精度，而且对其内在质量和结构性能均提出了更高要求。在理论层面，需要揭示成型过程中高分子微结构的演化规律，制品内部微缺陷产生的机理、成型与性能关系，制品在极端条件下服役性能、破坏模式和机理等。这也是我申报国家自然科学杰出青年基金力学学科的动机和出发点。

    在“杰青”申报和评审过程中，尽管我对拟开展的研究工作、研究思路、研究目标充满信心，但心里还是有些忐忑不安，担心力学界专家能否认可这种交叉学科的研究课题，能否认可我们的研究是前沿学术课题，因为当时国内把力学与高分子科学相结合的研究者不多，并且我们的出发点是解决关键技术问题中的科学问题。

    当评审最终获得通过，短暂的喜悦之后是巨大的动力，动力的源头就是要做出创新性成果，并利用它解决国家的重大需求。在“杰青”的支持下，我和我的团队重点开展了高分子材料成型过程中微结构生成、演化的数值模拟研究，在国际上系列报道了工艺条件、模具结构对不同材料注塑和气辅注塑中结晶形态和结构、纤维取向和分布、共混体系相形态和分布等微结构的影响；发展和建立了成型过程取向、结晶、残余应力的数值预测理论，使CAE分析从预测制品形状、尺寸、结构的宏观尺度进入到以预测结构、性能为目的的宏观尺度模拟。

    特别是在“杰青”项目执行过程中，我们接到了总装备部“神七”出舱宇航服头盔面窗的研制任务。这套命名为“飞天”的航天服是我国第一套出舱服，直接关系着航天员的生命和舱外行走任务的成败，而由高分子材料成型制造的头盔面窗几乎是航天服最薄弱的部分。在研制过程中，尽管我们经历过多次失败，甚至归零处理，但是感受更多的是喜悦，一次次突破难关时的喜悦，一次次科学问题解决时的喜悦。最终，我们一边开展“杰青”的研究工作，一边利用研究成果解决了无应力制造、非对称产品的平衡充填、微裂纹的消除、制品的均匀性保持、模具型腔受力的均匀分配等科学与技术难题，所研制的头盔面窗具备了高低温（±150℃）环境下的高抗冲击性能、恶劣环境下的防辐射能力和高光谱透过率等特殊功能。在酒泉卫星发射中心的发射现场，当航天员出舱时，我看到最先出现在屏幕上的就是自己亲手研制的产品，心里充满了幸福感和成就感。出舱宇航服头盔面窗的成功研制，为我国战略用塑料件制造提供了必要的理论储备和关键技术，我的科研团队作为全国20个获奖集体之一，荣获“中国载人航天工程突出贡献”奖励。目前，我们正在开展新一代出舱航天服头盔面窗的研制。

    感谢“杰青”带给我的动力，带给我的信心，带给我围绕国家重大需求在科研路上不懈探索的勇气和坚持。我也希望“杰青”能够更多地支持有爱国心和责任心的年轻人，更多地支持致力于解决国家重大需求中关键科学问题的年轻人，更多地支持不为学术浮躁所动、不受外界干扰、有恒心、能坚持的年轻人。

    （作者系大连理工大学教授、国家知识产权局局长）