開奇思妙想找攻關(guān)方向（科技自立自強(qiáng)·青年科學(xué)家）

來源：人民日報(bào)

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2021-07-08 09:23:07

原標(biāo)題：開奇思妙想找攻關(guān)方向（科技自立自強(qiáng)·青年科學(xué)家）

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黃永安在實(shí)驗(yàn)室。

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從柔性顯示到機(jī)器人電子皮膚、穿戴式健康醫(yī)療設(shè)備等，華中科技大學(xué)教授黃永安研究柔性電子技術(shù)10余年，在理論上瞄準(zhǔn)前沿不斷突破，同時(shí)拓展著這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用邊界，推動(dòng)多項(xiàng)成果轉(zhuǎn)化。懷揣心中熱愛，保持對未知的好奇，他的研究正在一步步將曾經(jīng)的“科幻”變成現(xiàn)實(shí)。

“大家能看出多少與柔性電子相關(guān)的技術(shù)？皮膚柔軟、可拉伸，并擁有多功能觸覺，眼睛擁有自適應(yīng)變形能力的視網(wǎng)膜，肌肉柔軟、靈活而有力量……”在華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)舉辦的一場科普講座上，黃永安生動(dòng)形象的講解，讓同學(xué)們腦洞大開。

作為華中科技大學(xué)數(shù)字制造裝備與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、柔性電子研究中心副主任，80后科學(xué)家黃永安獲得過不少榮譽(yù)：國家杰出青年科學(xué)基金、“科學(xué)探索獎(jiǎng)”、湖北省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、日內(nèi)瓦國際發(fā)明展特別金獎(jiǎng)；發(fā)表研究成果相關(guān)學(xué)術(shù)論文100余篇，獲得國家發(fā)明專利授權(quán)70余項(xiàng)，成果轉(zhuǎn)化2000余萬元……

從柔性顯示到機(jī)器人電子皮膚、穿戴式健康醫(yī)療設(shè)備等，他的研究正在一步步將曾經(jīng)的“科幻”變成現(xiàn)實(shí)。

懷揣對未知的好奇，勇敢向前探索

像紙張一樣又輕又薄的柔性顯示屏、像鳥類一樣飛行的變體飛行器、像紋身一樣貼身的穿戴式健康監(jiān)測儀器……今天，這些新潮酷炫的產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)在市場上，柔性電子技術(shù)應(yīng)用廣泛、前景廣闊。

大約10年前，30歲的黃永安第一次帶著他的研究課題“柔性電子電流體噴印制造”亮相一個(gè)科學(xué)論壇。他研究的電流體噴印技術(shù)，可以把電路像打印紙張一樣打印在柔性基底上。現(xiàn)場有專家提出，“這項(xiàng)技術(shù)能用來干什么？”那時(shí)，柔性電子及相關(guān)技術(shù)對大多數(shù)人來說還很陌生，應(yīng)用前景比較模糊，面對質(zhì)疑，黃永安一時(shí)無法給出確切的解答。

“你的研究非常前沿，也非常具有前景，一定要排除萬難，堅(jiān)持到底。”會(huì)后一名專家的熱情鼓勵(lì)，讓他進(jìn)一步堅(jiān)定了信心。2013年，黃永安所在的華中科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院和數(shù)字制造裝備與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開始持續(xù)投入，建成獨(dú)具特色的柔性電子制造實(shí)驗(yàn)室。從此，他圍繞柔性電子制造方向一路創(chuàng)新，不斷突破。

談及個(gè)人成長經(jīng)歷，黃永安說：“我是村里出的第一個(gè)大學(xué)生，大學(xué)給我打開了廣闊的世界，激發(fā)了我探索未知的濃厚興趣。”

2007年，黃永安在西北工業(yè)大學(xué)獲得博士學(xué)位，進(jìn)入華中科技大學(xué)任教。一次偶然機(jī)會(huì)，他在《科學(xué)》雜志上看到一篇論文，介紹硅可以實(shí)現(xiàn)可拉伸，并且將來有望用于可拉伸的柔性電子。“我突然有種‘怦然心動(dòng)’感覺，并決定為之奮斗。”黃永安說。

“我很喜歡問學(xué)生，是否喜歡看科幻片、觀測大自然，對未來有什么期待。”黃永安覺得，只有懷揣對未知的好奇，勇敢向前探索，才可能立志成為一名科學(xué)家。

研究瞄準(zhǔn)“人無我有，人有我精”

隨著柔性電子研究越來越熱門，黃永安開始思考，要做別人沒做過的研究。他想到了飛行器。“飛行器對穩(wěn)定性要求很高，所以上天前必須進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)。”黃永安介紹，風(fēng)洞試驗(yàn)是把飛行器模型固定在風(fēng)洞中，通過準(zhǔn)確測量氣流的速度、壓力、溫度等參數(shù)，推算飛行器在各種復(fù)雜飛行狀態(tài)下的氣動(dòng)特性，往往需要試驗(yàn)數(shù)次。

“但如果給飛行器蒙上電子皮膚，它可以直接‘感知’環(huán)境的溫度、摩阻、壓力、流速，以及自身的振動(dòng)、應(yīng)變、健康狀態(tài)等，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到計(jì)算機(jī)進(jìn)行后續(xù)分析，這樣一次風(fēng)洞試驗(yàn)就能測出所需數(shù)據(jù)，不僅大大節(jié)約了試驗(yàn)周期和成本，而且測量更加精確。”

這項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“大面積柔性電子曲面共形制造及智能蒙皮應(yīng)用”資助。黃永安對柔性電子技術(shù)的理論研究不斷突破，同時(shí)不斷拓展著技術(shù)的應(yīng)用邊界。

人無我有，人有我精，是黃永安做研究的標(biāo)準(zhǔn)。“我常常問學(xué)生，這個(gè)研究的價(jià)值何在？國內(nèi)外有沒有人在做？為什么沒做，是沒想到，還是做不了？別人能做出來的，我們就不要做了。”黃永安說。

如今，全世界科學(xué)家都在探索應(yīng)用柔性電子技術(shù)。“國產(chǎn)裝備要崛起，解決‘卡脖子’問題，除了在老賽道上激烈競爭，還需要開道超車，力爭跑在前面！”黃永安說，研制一臺(tái)全新裝備，從基礎(chǔ)理論到工藝原理、關(guān)鍵技術(shù)，再到原理樣機(jī)、工程樣機(jī)，差不多需要10年時(shí)間，而后能否順利市場化還是未知數(shù)。所以，科學(xué)家必須瞄準(zhǔn)前沿，遠(yuǎn)早于市場需求開始新技術(shù)的研究。

成果要寫在期刊上，也要寫在大地上

科普講座現(xiàn)場的大屏幕上，一顆跳動(dòng)的“心臟”外布滿金色曲線。“這顆‘心臟’外包裹的是超薄而透明的電子皮膚，皮膚上的金色曲線可以起到健康監(jiān)測作用。”黃永安給臺(tái)下的同學(xué)們介紹。

在大健康領(lǐng)域，柔性電子應(yīng)用范圍廣闊：通過人機(jī)交互讓殘障人士擁有行動(dòng)自如的義肢，為老年人提供健康監(jiān)護(hù)服務(wù)，制造有智能手環(huán)功能的電子紋身……“研究成果既要寫在期刊上，也要寫在大地上。”黃永安說。

何謂有用？黃永安認(rèn)為，科技工作者要重視前沿科技的理論創(chuàng)新，要重視發(fā)表論文但又不能“唯論文”，特別是機(jī)械專業(yè)的研究人員，更應(yīng)緊跟國家重大產(chǎn)業(yè)布局，把論文寫在車間里、寫在貨架上。

經(jīng)過10多年在柔性電子技術(shù)領(lǐng)域的探索，黃永安團(tuán)隊(duì)取得了理論與應(yīng)用雙豐收。

穿上防塵衣、戴上帽子和鞋套，走進(jìn)柔性電子研究中心的無塵實(shí)驗(yàn)室，黃永安自豪地指著第一件裝備介紹：“這是我們自主研發(fā)的電流體噴墨打印機(jī)，與國外采用完全不同的技術(shù)路線，性能、像素等參數(shù)超越國外，單孔噴頭的價(jià)格大幅降低。”

“搞科研，需要興趣、需要持之以恒，也需要聰明的巧勁。”如今，黃永安每天總有忙不完的工作，但他總是精力充沛，笑容滿面。所熱愛的攻關(guān)方向，心中的奇思妙想，給了黃永安在科研路上前行的不竭動(dòng)力。