從寒門學子到青年科學家他這樣“點亮”科研路

李晨陽

“在科研路上，我經歷過無數的艱難歲月，也有過一些自信滿滿的時刻，現在的心態則越來越平和?！苯邮苡浾卟稍L時，李志明講述了他從寒門學子成長為一名青年科學家的故事。

中南大學材料科學與工程學院教授李志明與德國馬普學會鋼鐵研究所執行所長Dierk Raabe等研究人員合作發表的論文當選《自然》2022年8月亮點工作。這篇論文報道了一種同時具有優異軟磁性能和機械性能的多組元軟磁合金材料。

要弄清楚這篇入選《自然》年度亮點的工作做了些什么，就要了解長期困擾軟磁材料領域的一個經典難題——軟磁性能和機械性能（強度和塑性等）像“魚與熊掌”一樣難以兼得。

軟磁材料是一類矯頑力低、容易磁化也容易退磁的磁性材料，應用于各類電能轉換設備中。對很多鋼鐵廠來說，制造硅鋼等軟磁合金材料堪稱“致富法門”，相對于普通鋼材，軟磁合金材料可以制造發電機轉子等核心部件，在市場上的地位完全不同。

“但是現有的軟磁材料，幾乎都有一個很大的缺陷——機械性能不足。”李志明向記者解釋，“這樣的材料，一方面很難加工成復雜特殊的形狀，無法滿足更高水平的產業需求；另一方面，使用壽命短，殘次品和報廢率都很高，造成了大量浪費，也給生產環節帶來很大損失?！?/p>

難題的關鍵在于，絕大多數提高材料機械性能的方法都會降低材料的軟磁性能。為了突破這個難點，李志明和合作者開發出一種包含5種元素的Fe-Co-Ni-Ta-Al多組元合金，通過獨特的結構設計和機理優化避免了兩種性能之間的沖突。

“他們的研究獲得成功的一個重要因素在于，多組元合金中的多種組成元素允許不同的甚至經常相互沖突的性能分別優化，這對僅由一種或兩種主要元素組成的合金來說極其困難，甚至壓根不可能實現。”世界著名合金專家、美國能源部橡樹嶺國家實驗室主任Easo P. George在《自然》上撰文評價道。

2014年底，28歲的李志明從上海交通大學博士畢業后遠赴德國，開展博士后研究。12月的杜塞爾多夫市夜長晝短、陰冷多雨，他不熟悉這里的氣候，初來乍到就被淋成了落湯雞。這與他之前在美國加州大學戴維斯分校博士聯合培養時，當地總是陽光明媚的天氣形成鮮明對比。

正式入職馬普學會鋼鐵研究所后，所見所聞在他內心引起了巨大波動。在名聲顯赫的“馬普所”中，鋼鐵研究所雖然只是個由三四棟小樓組成的規模較小的研究所，研究人員加起來只有200多名，但這里很多人都有極高的學術造詣，都在追求非常前沿的科學目標。

“就像掉進一個閃閃發光的寶庫，卻發現自己搬不動這些寶藏?！崩钪久鲃e無他法，唯有學習。一周7天，從早到晚，他常常不是設計研究方案開展實驗，就是請所里的技術人員給自己培訓。

就這樣過了大半年，他掌握了絕大多數實驗技能和分析手段?！皬倪@時起，我開始有了一點自信?！?/p>

到了第二年，這種自信進一步提升。這一年，他發表了人生中第一篇《自然》論文，既是第一作者也是并列通訊作者。不久之后，他又在鋼鐵研究所里成立了自己主導的研究組。

“我意識到通過不斷學習，掌握了一些新的研究技能，同時在主持研究組各項工作的過程中鍛煉了組織協調能力，因而有信心做出更多高質量的研究工作，并提高研究組的國際影響力。我剛來時敬畏不已的Dierk Raabe所長，開始把我當作一個成熟的合作伙伴……”李志明說。

但是隨著知識和視野的進一步開闊，他發現“知道的東西越多，接觸到的未知也會越多”。

當前材料科學與工程領域中不斷有新理論、新方法和新技術涌現，也有很多重要科學問題和技術難題亟待突破，這讓他學會用更客觀理性的目光審視自己、審視未來的道路。

2017年，他赴德后第一次回國探親，吃到了久違的家鄉美味，讓他油然而生一份“莼鱸之思”。

同時他目睹了國內在先進金屬材料科技領域的快速發展，認識到國家科技創新與產業發展急需更多青年科研人員參與，也感受到國家對青年科研人員開展前沿研究工作的支持，回國這個念頭在他心中越發堅定。

2018年9月，他作為特聘教授入職中南大學，建立“先進多組元合金”研究團隊，同時還保留了馬普學會鋼鐵研究所的研究組客座組長身份，持續推進國際合作研究。

李志明。圖片|中國科學報

李志明的家鄉，在湖南省平江縣的一個小鄉村。在他小時候，這兒是貧困縣里的貧困村。但不管條件多么艱苦，父母都盡一切可能支持他讀書。到高中階段，他差不多就是當年村里唯一的高中生了。

之后，他進入景德鎮陶瓷大學就讀材料工程專業。第一次走出家鄉，他濃濃的鄉音在同學間顯得格格不入。

剛開始，他不太敢開口，總是捧著書本默默地看。后來他為了能做兼職賺點生活費，開始苦練普通話，語言表達和溝通能力慢慢提高。

由于經濟拮據，獎學金就顯得尤為重要?！拔冶仨毐３植诲e的成績，否則下個學期的學費和生活費都沒有著落。”他坦言。

大學畢業后，他到上海工程技術大學攻讀碩士學位。碩士期間他潛心科研，憑借不懈的努力和勤奮，在國內外期刊上發表了多篇學術論文，申請到數項專利，其碩士學位論文還獲得了上海市研究生優秀成果獎。

對那時的他來說，發表第一篇國際學術論文無疑是最開心的時刻之一。

“你能想象這種感覺嗎？只要通過自己的努力，付出時間、精力和思考，就可以揭示新的科學現象，創造知識并與國際同行分享，這是一種很棒的體驗。就好像突然從一個很小的入口，來到一個能與全世界連接的空間！”李志明興奮地說。

今天的李志明，已然是一位頗有建樹的青年學者。他從未向學生們提及過去的經歷，怕顯得“太過說教”?！暗艺娴暮芟敫嬖V這些孩子，你們選擇做科研，能夠心無旁騖地學習和創造知識，是多么幸福的事情?！彼缡钦f。

◎ 來源｜中國科學報