“功”在當(dāng)代 “力”向空天
——記南京航空航天大學(xué)航空學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師易敏

陳 璐

中華人民共和國(guó)成立70周年的國(guó)慶閱兵式上，現(xiàn)代化軍種的新武器、新裝備所展現(xiàn)的風(fēng)采吸引了全世界的目光。而伴隨共和國(guó)成長(zhǎng)的中國(guó)航空航天事業(yè)也經(jīng)歷了60多年的風(fēng)雨。60多年來，正是幾代有著家國(guó)情懷、報(bào)國(guó)之志的中國(guó)航空航天人砥礪前行，讓新中國(guó)的航空航天事業(yè)得到了飛躍式發(fā)展。

目前中國(guó)的航空航天技術(shù)已處于國(guó)際領(lǐng)先的位置，這又與航空航天材料的發(fā)展相輔相成。現(xiàn)在航空航天技術(shù)中被廣泛應(yīng)用的傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、飛行器隱身、導(dǎo)航系統(tǒng)等無不存在著磁性功能材料多場(chǎng)耦合特性的身影。磁性功能材料在航空航天技術(shù)中所起的關(guān)鍵作用，不言而喻。南京航空航天大學(xué)航空學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師易敏，多年來一直致力于功能材料應(yīng)用力學(xué)和多尺度多場(chǎng)耦合力學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究，其研究方向?qū)儆诹W(xué)學(xué)科新興交叉方向，并且具有較強(qiáng)的創(chuàng)造性和前瞻性。他的研究成果已在Nat Commun,Phys Rev Appl, npj Comput Mater, J Mater Chem A, Acta Mater等期刊上發(fā)表SCI論文50多篇，論文累計(jì)引用1800余次，取得積極成果。

熱血青年 專注之心

2003年10月，中國(guó)“神舟五號(hào)”載人飛船的發(fā)射，標(biāo)志著中國(guó)成功掌握了載人航天技術(shù)，成為中國(guó)航天事業(yè)發(fā)展史上重要的里程碑。

易敏在維也納參加國(guó)際會(huì)議期間留影

這件事的成功不但在全國(guó)引起了轟動(dòng)，也深深地讓當(dāng)時(shí)還是高中生的易敏感到震撼?！斑@讓我覺得航空航天是一個(gè)非常神圣并且充滿激情的領(lǐng)域，再加上高中的時(shí)候本身對(duì)力學(xué)感興趣，還參加了物理奧賽，這讓我對(duì)之后探索力學(xué)與航空航天產(chǎn)生了更加濃厚的興趣。進(jìn)入大學(xué)才發(fā)現(xiàn)，力學(xué)其實(shí)是一門獨(dú)立的學(xué)科，并不隸屬于物理學(xué)科，有一套獨(dú)立的理論體系和方法”。有了興趣的指引，加之依靠自己的努力，2006年易敏以工程力學(xué)為第一志愿，被北京航空航天大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“北航”）航空科學(xué)與工程學(xué)院錄取，邁出了他在科研領(lǐng)域的第一步。

不積跬步無以至千里，成功都是從一件件小事積累而起，筑起知識(shí)的大廈就更需要日積月累。在本科的4年中，易敏不斷地充實(shí)自己，獲得過包括中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)全國(guó)徐芝綸力學(xué)優(yōu)秀學(xué)生獎(jiǎng)在內(nèi)的多種獎(jiǎng)項(xiàng)和榮譽(yù)。2010年本科畢業(yè)后他選擇了繼續(xù)留校直博深造，走上了科研之路。

在北航攻讀博士學(xué)位期間，易敏在導(dǎo)師的指導(dǎo)下以及多次的實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，可以將工程力學(xué)應(yīng)用于低維功能材料的制備，在國(guó)際上率先提出并發(fā)展了高壓驅(qū)動(dòng)和攪拌驅(qū)動(dòng)流體制備低維功能材料的兩種高效方法及工藝，并結(jié)合力學(xué)理論分析及計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)闡明了制備的力學(xué)機(jī)理。他和導(dǎo)師提出的這種方法，得到了液相剝離制備低維材料領(lǐng)域的國(guó)際權(quán)威、愛爾蘭都柏林圣三一學(xué)院的Coleman教授的認(rèn)可，并認(rèn)為這一方法在二維材料制備的簡(jiǎn)便廉價(jià)、規(guī)?；矫婢哂兄匾獌?yōu)勢(shì)。

而在二維材料中，有一種被認(rèn)為是未來革命性的重要材料——石墨烯，由于其應(yīng)用廣泛，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都可見其身影，而且石墨烯還具備優(yōu)良的導(dǎo)熱性能、力學(xué)性能等性質(zhì)。易敏所研究出的方法有望使液相剝離制備石墨烯能夠規(guī)模擴(kuò)大至工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)低維功能材料的低成本、規(guī)?；G色制備。

易敏關(guān)于制備石墨烯的廣義力學(xué)方法的文章發(fā)表在Journal of Materials Chemistry A上，并多次入選ESI高引論文，得到了國(guó)際同行的廣泛關(guān)注，正面引用達(dá)500多次，并且在RSC Advances上介紹了近幾年發(fā)展起來的流體動(dòng)力學(xué)制備方法。

因?yàn)闊釔?，所以專注?013年，易敏前往德國(guó)達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)（T U Darmstadt）功能材料力學(xué)課題組交流學(xué)習(xí)，開啟了他在力學(xué)與功能材料研究的新征程。

在德國(guó)交流期間，純凈的科研環(huán)境讓易敏“思如泉涌”，他從實(shí)驗(yàn)研究轉(zhuǎn)向理論計(jì)算研究，全身心地投入到磁性功能材料多尺度多場(chǎng)耦合力學(xué)的研究工作中，繼續(xù)探索著功能材料的奧妙。2015年，易敏回到北航取得工程力學(xué)博士學(xué)位后，仍然不斷攀登高峰，繼續(xù)留在TU Darmstadt從事博士后研究，探索自己的邊界。

博士后期間，易敏有幸參與到德國(guó)黑森州一項(xiàng)關(guān)于稀土永磁材料的重點(diǎn)項(xiàng)目研究中。在項(xiàng)目研究中易敏發(fā)現(xiàn)，雖然德國(guó)的稀土總量有限，但是他們非常注重充分開發(fā)利用及回收有限資源；而中國(guó)的稀土存儲(chǔ)量雖然較為豐富，但很多仍停留在一些比較粗放的硬利潤(rùn)開發(fā)上。易敏和課題組成員們經(jīng)過深入研究，最終提出了從微觀到宏觀上多尺度的計(jì)算方法和技術(shù)途徑，揭示了磁性功能材料局部應(yīng)變、微結(jié)構(gòu)以及界面與其宏觀性能間的關(guān)聯(lián)，并預(yù)測(cè)稀土永磁材料在有限溫度下運(yùn)行的性能情況。博后期間，易敏參與了歐盟和DFG（德國(guó)科學(xué)基金）的多個(gè)重大項(xiàng)目，并自己主持了DFG項(xiàng)目和TU Darmstadt PMP項(xiàng)目。

憂思萬千 前沿探索

敏于觀察，勤于思考，善于綜合，勇于創(chuàng)新。易敏在功能材料力學(xué)領(lǐng)域取得的研究成果，吸引了南京航空航天大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“南航”）對(duì)人才渴求的目光。2019年，易敏回國(guó)加入南航航空學(xué)院，任教授、博士生導(dǎo)師，并入選中組部第十五批海外高層次人才引進(jìn)計(jì)劃青年項(xiàng)目，繼續(xù)在功能材料力學(xué)領(lǐng)域開荒辟土。

“目前國(guó)內(nèi)外在磁性功能材料的先進(jìn)制造，比如增材制造/3D打印等方面還剛剛起步，我希望能夠結(jié)合自己已有的模型算法、軟件方面的基礎(chǔ)，做一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)多尺度多場(chǎng)耦合力學(xué)研究的軟件系統(tǒng)，以及在先進(jìn)制造和航空航天等尖端科技領(lǐng)域做一些前瞻性的探索?！?/p>

談及關(guān)于磁性材料用法用處的問題，易敏也提出了他的想法：由于磁性材料的性能高度依賴于溫度，雖然在平常的辦公環(huán)境下使用不會(huì)出現(xiàn)太大問題，但是到了太空中，急劇的溫度變化都可能讓磁性材料的穩(wěn)定性產(chǎn)生巨大波動(dòng)，從而影響器件的運(yùn)行和數(shù)據(jù)處理，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重后果。因此對(duì)于未來的研究方向，易敏提出了他的暢想，希望能夠建立發(fā)展出一套多尺度多場(chǎng)耦合的計(jì)算方法或軟件去實(shí)現(xiàn)不同溫度下器件性能的預(yù)測(cè)，以及探索器件的新原理或者新的設(shè)計(jì)方法等。

除此之外，磁性功能材料還能應(yīng)用于國(guó)防軍事領(lǐng)域，易敏介紹道，一般軍用存儲(chǔ)器件的溫度范圍為-55℃～150℃，但是普通的半導(dǎo)體器件很難達(dá)到這樣的范圍，“很多磁性材料具有較高的居里溫度，如果我們能利用磁性材料器件突破這個(gè)溫度范圍，那對(duì)于我國(guó)的國(guó)防軍事發(fā)展將會(huì)是一個(gè)很大的突破。在航空航天領(lǐng)域，其實(shí)日本SpriteSat衛(wèi)星和美國(guó)NASA發(fā)射的小行星探測(cè)器，已經(jīng)嘗試將低能耗磁存儲(chǔ)器用上去了”。

國(guó)之棟梁，鑄就大國(guó)之材。易敏在南航著手從事功能材料/器件和先進(jìn)制造中的應(yīng)用力學(xué)和多尺度/多場(chǎng)耦合力學(xué)研究，以及功能材料應(yīng)用于先進(jìn)/智能飛行器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)研究，不僅回應(yīng)了《國(guó)家自然科學(xué)基金“十三五”規(guī)劃》對(duì)力學(xué)學(xué)科的優(yōu)先發(fā)展，而且也響應(yīng)了《國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的基礎(chǔ)研究。新時(shí)代、新征程，未來我國(guó)在航空航天領(lǐng)域的發(fā)展也會(huì)不斷充滿機(jī)遇與挑戰(zhàn)?！苞棑糸L(zhǎng)空，魚翔淺底，萬類霜天競(jìng)自由”。易敏已經(jīng)準(zhǔn)備好時(shí)刻出發(fā)，迎接挑戰(zhàn)。