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        黃永安:開奇思妙想 找攻關方向

        2021-10-21 06:34:30田豆豆
        發(fā)明與創(chuàng)新 2021年29期
        關鍵詞:永安飛行器柔性

        文/ 田豆豆

        黃永安在實驗室做實驗(圖/《人民日報》)

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

        作為華中科技大學數(shù)字制造裝備與技術國家重點實驗室副主任、柔性電子研究中心副主任,80后科學家黃永安獲得過不少榮譽:國家杰出青年科學基金、“科學探索獎”、湖北省自然科學獎一等獎、日內(nèi)瓦國際發(fā)明展特別金獎;發(fā)表研究成果相關學術論文100余篇,獲得國家發(fā)明專利授權70余項,成果轉化2000余萬元……

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

        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,柔性電子技術應用廣泛、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”亮相一個科學論壇。他研究的電流體噴印技術,可以把電路像打印紙張一樣打印在柔性基底上?,F(xiàn)場有專家提出:“這項技術能用來干什么?”那時,柔性電子及相關技術對大多數(shù)人來說還很陌生,應用前景比較模糊,面對質(zhì)疑,黃永安一時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,堅持到底?!睍笠晃粚<业臒崆楣膭睿屗M一步堅定了信心。2013年,黃永安所在的華中科技大學機械工程學院和數(shù)字制造裝備與技術國家重點實驗室開始持續(xù)投入,建成獨具特色的柔性電子制造實驗室。從此,他圍繞柔性電子制造方向一路創(chuàng)新,不斷突破。

        談及個人成長經(jīng)歷,黃永安說:“我是村里出的第一個大學生,大學給我打開了廣闊的世界,激發(fā)了我探索未知的濃厚興趣?!?/p>

        2007年,黃永安在西北工業(yè)大學獲得博士學位,進入華中科技大學任教。一次偶然機會,他在《科學》雜志上看到一篇論文,介紹硅可以實現(xiàn)可拉伸,并且將來有望用于可拉伸的柔性電子?!拔彝蝗挥蟹N‘怦然心動’感覺,并決定為之奮斗?!秉S永安說。

        “我很喜歡問學生,是否喜歡看科幻片、觀測大自然,對未來有什么期待?!秉S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家。

        研究瞄準“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,所以上天前必須進行風洞試驗?!秉S永安介紹,風洞試驗是把飛行器模型固定在風洞中,通過準確測量氣流的速度、壓力、溫度等參數(shù),推算飛行器在各種復雜飛行狀態(tài)下的氣動特性,往往需要試驗數(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、應變、健康狀態(tài)等,并將相應數(shù)據(jù)實時上傳到計算機進行后續(xù)分析,這樣一次風洞試驗就能測出所需數(shù)據(jù),不僅大大節(jié)約了試驗周期和成本,而且測量更加精確?!?/p>

        這項研究得到了國家自然科學基金重點項目“大面積柔性電子曲面共形制造及智能蒙皮應用”資助。黃永安對柔性電子技術的理論研究不斷突破,同時不斷拓展著技術的應用邊界。

        人無我有,人有我精,是黃永安做研究的標準。“我常常問學生,這個研究的價值何在?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?!秉S永安說。

        如今,全世界科學家都在探索應用柔性電子技術。“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,研制一臺全新裝備,從基礎理論到工藝原理、關鍵技術,再到原理樣機、工程樣機,差不多需要10年時間,而后能否順利市場化還是未知數(shù)。所以,科學家必須瞄準前沿,遠早于市場需求開始新技術的研究。

        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,一顆跳動的“心臟”外布滿金色曲線?!斑@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?!秉S永安向臺下的同學們介紹道。

        在大健康領域,柔性電子應用范圍廣闊:通過人機交互讓殘障人士擁有行動自如的義肢,為老年人提供健康監(jiān)護服務,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?!秉S永安說。

        何謂有用?黃永安認為,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”,特別是機械專業(yè)的研究人員,更應緊跟國家重大產(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領域的探索,黃永安團隊取得了理論與應用雙豐收。穿上防塵衣、戴上帽子和鞋套,走進柔性電子研究中心的無塵實驗室,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,與國外采用完全不同的技術路線,性能、像素等參數(shù)超越國外,單孔噴頭的價格大幅降低?!?/p>

        “搞科研,需要興趣、需要持之以恒,也需要聰明的巧勁?!比缃瘢S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力。(據(jù)《人民日報》)■

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