最牛青春！关于那个在《科学》发表“仿生可编织封装气凝胶纤维”的浙大博士
2024-06-0521
■ 信息来源：浙江大学、中国青年报
2023年12月
一篇关于保暖纤维的论文登上了《科学》
题为“用于保暖织物的仿生可编织封装气凝胶纤维”
该论文的第一作者
是浙江大学化学工程与生物工程学院
化学工程与技术专业2022级博士生吴明瑞
但是他说：
“我不只是论文标题下的一个名字，
我是一个努力的研究生。”
强大的韧性、不变的勇敢
以及坚定的自信
助他走到今天
让他的故事展现在我们眼前
历史进程中，人类一直在为更好地御寒而努力。早期人们用树叶和兽皮蔽体，后来蚕丝和棉花得到大规模应用，现代社会各式各样的合成纤维则让御寒有了更多选择。其中，气凝胶自发明以来，因其高孔隙率和极低的热导率被认为是最理想的保暖隔热材料。如何实现气凝胶力学性能和隔热性能的兼得？这是气凝胶材料利用的最大难题，在吴明瑞及其团队的研究中得到了解决。
早在2018年，吴明瑞的导师柏浩教授的课题组就聚焦生物仿生领域，从北极熊毛的多孔结构中得到启发，制出了轻薄又隔热的多孔纤维，引起了广泛关注。然而，这种纤维的轴向抗拉伸性还不够理想。吴明瑞所在课题组对此进行了长期的探索。前期，他们的实验进展并不顺利。在柏浩教授的建议下，他与团队再次将目光投向了北极熊——这一次，他们发现北极熊毛实际为中空多孔的核壳结构，能够调节热传导、热对流和热辐射多种传热通路从而实现高效保暖。受此启发，吴明瑞与团队成员们模仿北极熊毛的结构制备出一种封装了气凝胶的超保暖人造纤维，更保暖而且可水洗、可机织，真正织出了“北极熊毛衣”，实现了“把气凝胶穿在身上”的设想。
这项成果解决的并不只是高效保暖的问题。“在极寒条件下，衣服减重一公斤，就能够大大提高人的灵活性和机动性；而在极地科考中，穿着轻便也有利于工作的展开。”吴明瑞解释了该研究的战略重要性。他仍在探索更好的保暖方式：“我们现在的保暖纤维都只是用以减少人体热量的散失。是否可以把环境的热量运用起来呢？比如做一些光热纤维？”未来，他计划在保暖材料上继续深耕。
读博期间就在顶尖学术期刊《科学》发表论文，吴明瑞的科研之路看上去很顺利。实际上，本科阶段的吴明瑞对科研知之甚少，甚至可以说是“零基础”。在考上浙大的研究生之初，吴明瑞也并不确定自己会在学术道路上走到哪一步：“或许就是读几年书，硕士毕业就去找工作。”读研期间，刚开始接触保暖纤维时，他每天都在手工纺丝。“当时觉得很枯燥，”吴明瑞回忆道，“但是随着对这件事的了解更加深入，我发现保暖材料研究是非常有意义的——这个事情如果做成了，将对整个社会产生巨大的价值。因此，我对科研的态度也有了新的转变。”在课题推进过程中，吴明瑞作为负责人带领团队参加了全国“挑战杯”、“互联网+”学生创新大赛。比赛中，他和成员们遇到了不小的挑战：“当时实验室的成果已经很完备了，但是对于如何推进商业化，我们都不是很清楚。”为此，吴明瑞与其他实验人员尝试着“踏出”实验室，一面主动查找创新创业大赛相关案例，了解流程、吸取经验，一面与不同专业的同学和老师交流，学习商业生产模式，加深对研产转化的认识。吴明瑞所在的化工学院也积极帮助他们对接各种资源，邀请了经验丰富的专业人士为他们指导。吴明瑞与成员们边参赛边学习，“常常一改PPT就是一天”。最终，经过他们的努力，吴明瑞团队的项目《仿生高效保暖纤维与织物》及相关应用先后获浙江省第十三届“挑战杯”大学生创业计划竞赛金奖、浙江省第十八届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛金奖。
这些经历也让吴明瑞对课题方向有了新的启发：“科研成果是需要在实践中实现价值的，我们研究出来的材料也需要推进商业应用。”因此，在研究气凝胶材料时，吴明瑞格外注意成果的可推广性，不断缩小科学研究与商业化生产之间的差距，团队最终研制出的气凝胶纤维也成功实现“可机织”。而在实际科研过程中，吴明瑞认为“导师是给予帮助最大的人”。他的导师柏浩教授每周都会跟学生进行一对一的谈话，了解学生的科研进展，并提供帮助和指导。“有自己的想法是好事，但是也要和导师沟通。或许有些实验设计你自己觉得很好，但导师一两句话就把你问住了。如果自己一根筋地埋头苦干，很可能会白白浪费时间。”吴明瑞感慨道。
一篇论文呈现了吴明瑞的研究成果，却无法讲述吴明瑞的故事。别人眼里，吴明瑞从小到大都对学业全力以赴，高考时他以全班第一名的成绩升学，大学期间他依旧勤奋刻苦，获得了国家励志奖学金、校三好学生和化工学院首届五育并举“学术之星”等多种荣誉。
吴明瑞（左三）获“学术之星”称号
然而，吴明瑞走来的这一路并非坦途，他的人生也不是“爽文”。吴明瑞出生在一个普通家庭，他的家乡并不发达，父母的下岗也让他的童年生活略显困难；初入大学时，他参加了好几个社团的面试，都以失败告终；他因喜欢化学选择了化工专业，却在接触专业课后察觉理想与现实之间的鸿沟，经历了许久“努力也学不会”的困境；晦涩复杂的课程让他的成绩并不理想，与保研擦肩而过……面对着一重接一重的困难，他却从来没想过退缩：“有些同学感觉有困难，也许还有退路。但我没有给自己留退路，也不愿意就这样退回去。”成长路上的磨砺最终炼成了他自强的决心和深厚的韧性：他下苦功夫钻研专业知识，单日在实验室工作超十四小时；他还在课余时间勤工俭学，积极与各种人员打交道，全方位发展自己的能力……吴明瑞遇见的挫折很多，但他付出的努力更多。
若是问他该如何面对困难，吴明瑞会坦诚地表示：“即使学不会、做不出来，我也没有灰心。我会想，别人能学会，为什么我学不会呢？既然老师觉得可行，为什么我做不出来呢？肯定都是有一定原因的。而且，我相信自己最后肯定能学会。”吴明瑞也并不觉得自己的境遇特殊。“条件好的同龄人可能会在周末去做各种各样的事情；而我之前没有这么多条件也没有这么多精力，但这也不会导致我跟别人有太大差距，”他坚定地说，“每个环境里都有对应的努力方式。我喜欢思考，也不是只顾埋头做题。就算有差距，我会想怎么补齐自己的短板。”因此，吴明瑞格外珍惜大学为他提供的广阔舞台，他积极参加志愿服务活动、报名参与朗诵比赛，还在化工学院的新年晚会上担任过主持人。
回顾自己的博士生涯，吴明瑞评价自己是“一个努力的研究生”，没有过人的天赋、没有优越的条件，唯有不懈的努力、不变的自信和不移的坚持。感到迷茫、碰上低谷时该怎么办？吴明瑞用自己的故事告诉我们：也许前行就是最好的答案。
审核：杨静、刘亚丹
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