2022年9月，現(xiàn)年35歲的2020級(jí)星友張明輝入選了2022“上?？萍记嗄?5人引領(lǐng)計(jì)劃”（35U35）。10月31日，他作為課題組副組長(zhǎng)參與研制的中國(guó)空間站8個(gè)科學(xué)柜之一的高溫材料柜，隨夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙成功發(fā)射升空并順利完成交會(huì)對(duì)接和轉(zhuǎn)位，即將開(kāi)始在軌測(cè)試。35U35計(jì)劃主要從世界科技前沿、經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、國(guó)家重大需求、人民生命健康等戰(zhàn)略方向選拔35名年齡在35周歲以下的獲獎(jiǎng)?wù)撸▎⒚餍窃谄渲姓急冉?0%）；而能在中國(guó)空間站的核心裝備研制中貢獻(xiàn)智慧和力量更是很多青年科技人員的追求。能與這兩件好事結(jié)緣的張明輝有著怎樣的成長(zhǎng)經(jīng)歷？他的經(jīng)歷會(huì)給更年輕的正在科研之路上邁進(jìn)的年輕人一些怎樣的啟示？也是出于這樣的好奇，今年第12期的“今日啟明星”專(zhuān)訪(fǎng)對(duì)象就選了這位中科院上海硅酸鹽研究所副研究員——張明輝。

如同照片上的他，一見(jiàn)到張明輝就感覺(jué)他屬偏瘦的精干身形，說(shuō)話(huà)語(yǔ)速不快，或許是近期任務(wù)壓得過(guò)重，感覺(jué)他還是有點(diǎn)疲憊。原定周五的訪(fǎng)問(wèn)也是臨時(shí)有會(huì)調(diào)到周一，按約定時(shí)間到辦公室，他又因?yàn)榕R時(shí)有事晚到了十多分鐘。后來(lái)我知道這幾天他們課題組正心系著星辰大海，盯著已經(jīng)升空即將開(kāi)始工作的空間科學(xué)柜的一舉一動(dòng)。這樣一種責(zé)任心我很理解。見(jiàn)面聊開(kāi)后明輝并無(wú)完成任務(wù)的釋然，仍按照事先約定從他的成長(zhǎng)經(jīng)歷談起。

一本書(shū)，一張報(bào)，讓清苦的生活變得有味道

張明輝1987年出生于江西南昌郊區(qū)一個(gè)百余人的小村莊，小時(shí)候，他堂叔是村里唯一的大學(xué)生，是整個(gè)村里的驕傲。堂叔忍饑挨餓，每天扒拉幾口沒(méi)有菜的白飯也要堅(jiān)持讀書(shū)，并一直堅(jiān)持讀完大學(xué)的故事在村里久為流傳。明輝說(shuō)他小時(shí)候鄉(xiāng)下很多父母并不重視孩子讀書(shū)，以為讀書(shū)無(wú)用，那時(shí)正是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展期，需要大量農(nóng)民工，很多農(nóng)村孩子讀到初中，十幾歲就外出打工掙錢(qián)，貼補(bǔ)家用。但明輝說(shuō)他爸媽不一樣，他們堅(jiān)持要孩子讀書(shū)，從未動(dòng)過(guò)讓他外出打工的念頭，盡管當(dāng)時(shí)家里的經(jīng)濟(jì)條件并不好。也因此，明輝至今很感激父母。明輝上中學(xué)時(shí)喜歡看文學(xué)類(lèi)的書(shū)，爸爸就為他買(mǎi)了一本很厚的《作文大全》，幾十元錢(qián)的書(shū)價(jià)在當(dāng)時(shí)是一個(gè)很大的開(kāi)銷(xiāo)。說(shuō)到這本書(shū)明輝至今仍臉上有光：我真的特別喜歡，每天一有空就拿著看，心里樂(lè)滋滋的。

上初中時(shí)，學(xué)校離家里遠(yuǎn)，騎自行車(chē)要半個(gè)多小時(shí)，他那時(shí)還不會(huì)騎車(chē)，第一學(xué)年由媽媽騎一輛老式的自行車(chē)載著，都是泥巴路，上下坡、雨里都不好走，很辛苦。媽媽既要忙農(nóng)活，還要送他上學(xué)，十分不容易。雖然媽媽從不喊累，但是明輝能感覺(jué)到她的來(lái)去匆忙，也能體會(huì)到家里對(duì)他讀書(shū)學(xué)習(xí)的支持。20世紀(jì)90年代末國(guó)內(nèi)很多地方，特別是農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后，老百姓生活還只能勉強(qiáng)溫飽。明輝至今記憶猶新每周在學(xué)校下飯的菜就是一小瓶雪里蕻咸菜，加一點(diǎn)辣椒。因?yàn)橛鸵彩蔷o缺的，只能放丁點(diǎn)油的咸菜，又咸又干，腸胃難以消化。即使這樣的咸菜也難以保證，時(shí)間長(zhǎng)了，帶的咸菜已經(jīng)壞了，他也舍不得扔掉。即使如此，憶起在鄉(xiāng)里中學(xué)讀書(shū)的情景他還是滿(mǎn)滿(mǎn)的感念：“我們的作息時(shí)間是不論寒暑每天6點(diǎn)起床，然后趕緊淘米把飯盒放到食堂的蒸鍋里，淘米是自來(lái)水，冬天感覺(jué)特別涼。洗臉是打的井水還有點(diǎn)溫?zé)?。差不多一個(gè)小時(shí)的早鍛煉，校長(zhǎng)帶著大家跑步，一節(jié)早讀課后做早操，早操后去食堂吃飯，也是咸菜、腐乳就米飯。早飯后上課，中間有課間操。當(dāng)時(shí)音樂(lè)課、美術(shù)課、體育課等都會(huì)上，而且老師都很認(rèn)真。到了晚上還有晚自習(xí)，主要是做當(dāng)天布置的功課，每節(jié)自修課都有老師在場(chǎng)，不懂就能問(wèn)?！?/p>

明輝很感懷的還有初中幾位老師。尤其教物理的龔老師知道他喜歡看書(shū)報(bào)，每次上課會(huì)帶一份報(bào)紙給他看，如《參考消息》《環(huán)球時(shí)報(bào)》等，下一次物理課時(shí)明輝就還給龔老師。那時(shí)學(xué)校書(shū)報(bào)閱覽室不對(duì)學(xué)生開(kāi)放，偶爾他會(huì)進(jìn)去看書(shū)報(bào)，但每次都怕被人趕走。龔老師知道后每次上課就給他帶一份報(bào)紙。明輝喜歡文學(xué)藝術(shù)，初中的地理歷史等科目對(duì)他幫助很大：“我們語(yǔ)文老師經(jīng)常會(huì)在班里搞知識(shí)競(jìng)賽，歷史天文地理方面的知識(shí)競(jìng)賽，他自己會(huì)掏錢(qián)買(mǎi)獎(jiǎng)品。我挺感激初中學(xué)校的，讓我們充分利用時(shí)間，不僅是學(xué)習(xí)課本知識(shí)，也讓我們補(bǔ)充了一些文史知識(shí)。初中階段的教育理念對(duì)我日后的成長(zhǎng)影響很大?！?/p>

中考時(shí)明輝進(jìn)了省重點(diǎn)進(jìn)賢一中的零班，全縣成績(jī)居前的100個(gè)學(xué)生都在這個(gè)班里。高中成績(jī)他也是名列前茅。但高考時(shí)（2005年）因?yàn)樘o張，壓力重，撐不住，掛了兩天鹽水。高考成績(jī)是整個(gè)高三所有測(cè)試中成績(jī)最差的一次，他最后進(jìn)了南昌大學(xué)。盡管心里很郁悶，但明輝沒(méi)有想去復(fù)讀，因?yàn)閺?fù)讀要增加家里的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，更主要的是他明白心理素質(zhì)的調(diào)整是長(zhǎng)期的過(guò)程，復(fù)讀一年不一定會(huì)有明顯改觀。

由玻璃材料步入空間材料研制之門(mén)

大學(xué)就讀的專(zhuān)業(yè)是材料科學(xué)與工程，大三時(shí)他接觸了一些生物玻璃方面的實(shí)驗(yàn)，開(kāi)始對(duì)玻璃材料有了興趣。大四畢業(yè)時(shí)因?yàn)閷W(xué)分績(jī)點(diǎn)在全年級(jí)300多學(xué)生中是唯一超過(guò)4.0的，被保送到中科院上海硅酸鹽研究所讀研，全年級(jí)只有兩個(gè)保送外校的名額。研究生期間，張明輝參與了導(dǎo)師帶領(lǐng)的研究課題——航天領(lǐng)域的空間材料實(shí)驗(yàn)技術(shù)，就是在地面模擬太空環(huán)境研制新型材料。具體來(lái)說(shuō)，是利用氣懸浮技術(shù)模擬太空的無(wú)容器效應(yīng)，結(jié)合激光加熱，制備新型材料。所謂的“無(wú)容器”實(shí)際上就是模擬太空中的無(wú)器壁效應(yīng)，希望所研究的材料和周?chē)钠鞅诓话l(fā)生接觸，然后用激光來(lái)對(duì)其加熱融化、凝固，這樣得到的材料的性能、結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)技術(shù)得到的性能可能是不一樣的。明輝解釋說(shuō)：太空具有微重力、無(wú)容器、強(qiáng)輻射、高真空等效應(yīng)?！氨M管太空真實(shí)環(huán)境是綜合性的，但是如果能在地面模擬某一種效應(yīng)的話(huà)，對(duì)材料研制也會(huì)帶來(lái)新的可能性。譬如我們利用無(wú)容器技術(shù)研制了一系列新型光學(xué)玻璃材料。”無(wú)容器技術(shù)特別是靜電懸浮技術(shù)在高溫熔體熱物性研究中已獲顯著成效，包括熔體密度、黏度、表面張力等物性測(cè)量，對(duì)材料的理論研究及工業(yè)應(yīng)用均有著重要作用。無(wú)容器技術(shù)作為一種新型手段，已在很多領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮作用。

碩博5年期間，張明輝參與的課題（包括博士論文工作）涉及兩塊：一是用無(wú)容器技術(shù)制備高折射率的玻璃球，這也是光通信時(shí)代的關(guān)鍵材料；二是高效利用稀土資源，開(kāi)展發(fā)光材料的研究，提高稀土資源附加值。這一塊主要體現(xiàn)在用無(wú)容器技術(shù)制備稀土摻雜的發(fā)光玻璃。明輝說(shuō)把稀土和無(wú)容器技術(shù)聯(lián)系起來(lái)也是在導(dǎo)師指點(diǎn)下看了很多文獻(xiàn)，知道稀土在發(fā)光材料中有很大的應(yīng)用前景，結(jié)合無(wú)容器技術(shù)開(kāi)發(fā)新材料的優(yōu)點(diǎn)，是否能利用無(wú)容器技術(shù)開(kāi)發(fā)新型高效的稀土發(fā)光材料？在向?qū)焻R報(bào)得到支持后就開(kāi)展了稀土離子轉(zhuǎn)換發(fā)光玻璃材料的研制，并利用無(wú)容器技術(shù)制備了一些發(fā)光效率很好的玻璃材料。

說(shuō)起導(dǎo)師劉巖研究員對(duì)自己的影響和幫助，明輝用了“師恩難忘”一詞?！拔乙恢庇浀盟f(shuō)過(guò)的一句話(huà)：在科研上不管你有什么想法我都支持你。他對(duì)我一直是寬嚴(yán)結(jié)合，嚴(yán)就是嚴(yán)格要求，尤其是做實(shí)驗(yàn)，寫(xiě)論文，真是每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟都如履薄冰，每用的一個(gè)詞都要再三推敲，我每篇論文他都會(huì)抽時(shí)間和我關(guān)起門(mén)來(lái)逐字逐句地改。但在做實(shí)驗(yàn)買(mǎi)試劑、買(mǎi)原料，科研經(jīng)費(fèi)保證上他都全力支持。”

正在作學(xué)術(shù)報(bào)告的張明輝

博士畢業(yè)前，導(dǎo)師征求張明輝的意見(jiàn)希望他留下來(lái)?？紤]到新材料與微重力技術(shù)的融合是一個(gè)很有前景的學(xué)科交叉方向，有很多工作可以做，而且自己所在的課題組在具有獨(dú)創(chuàng)性的專(zhuān)用設(shè)備研制方面已形成特色。于是2014年明輝畢業(yè)后即入職硅酸鹽所并留在課題組工作，正式參與航天型號(hào)裝置的研發(fā)?！拔覀兊膱F(tuán)隊(duì)有著非常豐富的設(shè)備研制經(jīng)驗(yàn)，我們可以根據(jù)研究需要來(lái)改裝或設(shè)計(jì)相應(yīng)的設(shè)備，開(kāi)展材料研究?！?/p>

為中國(guó)空間站高溫材料柜研制做出貢獻(xiàn)

入職8年來(lái)，張明輝先后參與了天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室綜合材料實(shí)驗(yàn)裝置的課題攻關(guān)，利用這個(gè)裝置，航天員可在空間開(kāi)展各種材料的微重力研究工作。明輝介紹說(shuō)這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的加熱效率非常高，如用100瓦的功耗（相當(dāng)于一支白熾燈的耗電量）就能把實(shí)驗(yàn)樣品加熱到1 000℃。利用綜合材料實(shí)驗(yàn)裝置已開(kāi)展18項(xiàng)材料的科學(xué)研究，是迄今我國(guó)開(kāi)展的最大規(guī)模的一次空間材料研究。“這個(gè)綜合材料實(shí)驗(yàn)裝置是在2016年完成的，我參與了其中加熱絲的繞制設(shè)計(jì)和抗力學(xué)設(shè)計(jì)（以承受火箭發(fā)射的巨大沖擊）?！本o接著，張明輝和課題組同事又承擔(dān)了空間站高溫材料柜的研制。這個(gè)材料柜的性能和技術(shù)指標(biāo)更高，如加熱溫度由原來(lái)的950℃提高到1 600℃以上，原來(lái)的每批次6根樣品提高到16根。張明輝還同時(shí)參與了為空間站高溫柜設(shè)計(jì)X射線(xiàn)透射成像裝置的課題，這在國(guó)際上也是首次?？蓪?duì)空間微重力材料的融化和凝固過(guò)程開(kāi)展在線(xiàn)實(shí)時(shí)觀察，體積、重量、功耗都要比地面上的相應(yīng)裝置小很多，而且X射線(xiàn)不能有任何泄露。

歷時(shí)6年攻關(guān)，這個(gè)由上海硅酸鹽所牽頭研制、也是中國(guó)空間站8個(gè)科學(xué)柜之一的高溫材料柜終于在今年10月31日隨夢(mèng)天艙成功升空。目前該實(shí)驗(yàn)柜各項(xiàng)加電測(cè)試指標(biāo)正常。張明輝2016年就參與了這個(gè)項(xiàng)目，并從2019年起作為課題組副組長(zhǎng)承擔(dān)了協(xié)調(diào)各合作方的技術(shù)溝通，包括機(jī)、電、熱接口協(xié)調(diào)的工作。

張明輝開(kāi)展空間材料裝置科普宣傳

從一個(gè)博士研究生成長(zhǎng)為能承擔(dān)航天型號(hào)裝置研制的科學(xué)工程技術(shù)專(zhuān)家，張明輝很感念硅酸鹽所研究團(tuán)隊(duì)求精務(wù)實(shí)的氛圍和導(dǎo)師的悉心培養(yǎng)。他在接受《分析化學(xué)》雜志采訪(fǎng)時(shí)曾說(shuō)了這樣一段實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷：在我們從事空間實(shí)驗(yàn)室的綜合材料實(shí)驗(yàn)裝置的研究中，需要把各個(gè)已經(jīng)研制完成的單機(jī)如加熱爐、樣品管理與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、真空室、控制單元等裝配在一起，形成一個(gè)整機(jī)，以開(kāi)展與實(shí)驗(yàn)樣品的匹配實(shí)驗(yàn)。在開(kāi)展匹配實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，材料樣品需要放入一個(gè)叫安瓿的裝置中，這個(gè)裝置主要由內(nèi)部的石英玻璃管、外部的薄壁不銹鋼套筒和一個(gè)提拉頭組成，樣品放入石英玻璃管中，最外面套上不銹鋼套筒。通過(guò)自動(dòng)提拉機(jī)構(gòu)，將樣品安瓿放入加熱爐中進(jìn)行加熱，待樣品完成熔化和凝固后，自動(dòng)將樣品安瓿提拉出加熱爐爐膛。在某一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，張明輝他們發(fā)現(xiàn)電機(jī)無(wú)法把樣品安瓿提拉出來(lái)。經(jīng)過(guò)詳細(xì)分析，甚至結(jié)合了工業(yè)CT的透視，他們發(fā)現(xiàn)樣品安瓿最外面的不銹鋼套筒發(fā)生了鼓脹，套筒變形并嵌入進(jìn)爐膛，與爐膛結(jié)構(gòu)形成了一體，因此無(wú)法提拉出來(lái)。通過(guò)逐一排查原因，發(fā)現(xiàn)在固定套筒的過(guò)程中為使套筒與石英玻璃管更好地黏附，用了一些膠水。而就是這些膠水，在加熱過(guò)程中氣化，造成套筒鼓脹變形，導(dǎo)致無(wú)法將樣品安瓿提拉出來(lái)。此后，明輝一直用這件事提醒自己：在科技工程項(xiàng)目中，大的技術(shù)方向很重要，需要反復(fù)打磨，但是，一些小的技術(shù)細(xì)節(jié)，也同樣甚至更為重要，只有每一次技術(shù)細(xì)節(jié)的選擇、每一步操作，都經(jīng)過(guò)思考與推敲，才能避免這樣的問(wèn)題產(chǎn)生。

工作8年來(lái)，張明輝先后主持了載人航天工程、國(guó)家自然基金等22項(xiàng)科研項(xiàng)目；從研以來(lái)共發(fā)表SCI論文35篇，培養(yǎng)研究生11名，申請(qǐng)專(zhuān)利33項(xiàng)，授權(quán)17項(xiàng)。相對(duì)于其他從事基礎(chǔ)性研究的科研人員，在科學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域耕耘的科技人員由于設(shè)備研制周期長(zhǎng)，比較難在高影響因子期刊上發(fā)表論文等因素，確實(shí)不太容易嶄露頭角。但張明輝的態(tài)度是既然做了就不要太在意其他東西。他說(shuō)在自己略感困頓時(shí)就會(huì)想起導(dǎo)師曾送給過(guò)他的一句話(huà)：堅(jiān)毅淡定，專(zhuān)注執(zhí)著。正是這份執(zhí)著和心態(tài)，讓他站在了2022上?？萍?5U35的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)上。相信在大科學(xué)工程時(shí)代，張明輝們會(huì)有更多的機(jī)會(huì)展現(xiàn)自己的價(jià)值。

江世亮采寫(xiě)于2022年11月22日