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盧柯


盧柯(1965年5月23日—),出生于甘肅華池。材料科學(xué)家。2003年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。發(fā)展中國家科學(xué)院院士,德國科學(xué)院院士。“萬人計劃”杰出人才。1991年加入九三學(xué)社。九三學(xué)社第十、十一屆中央委員會委員,第十二屆中央委員會常委,九三學(xué)社第十三屆、十四屆中央委員會副主席。

盧柯出生在地處偏遠(yuǎn)山區(qū)的甘肅省華池縣,直到去慶陽一中讀高中,他才從山區(qū)走出來。盧柯的父母都是中學(xué)教師,對盧柯的管教很嚴(yán)厲,但這并沒有束縛住盧柯聰明調(diào)皮的天性。

1981年,16歲的盧柯考取華東工學(xué)院(現(xiàn)南京理工大學(xué))機械系,攻讀金屬材料與熱處理專業(yè)。報考這個專業(yè)時,盧柯對金屬材料與熱處理一無所知,只知道這是一個工科專業(yè)。而盧柯在大學(xué)期間對于這個專業(yè)的喜愛與理解已經(jīng)超過了周圍很多人。盡管他是以高過甘肅省錄取分?jǐn)?shù)線60多分的優(yōu)異成績被錄取的,但入學(xué)后發(fā)現(xiàn)在全系100多名同學(xué)中他的高考成績排名倒數(shù)第二。奮力追趕是盧柯大學(xué)學(xué)習(xí)生活的主旋律。

1985年大學(xué)畢業(yè)后,盧柯考取中國科學(xué)院金屬研究所研究生,攻讀金屬材料及熱處理專業(yè)并獲工學(xué)碩士學(xué)位。1988年碩士畢業(yè)時,盧柯獲得去日本讀博士的機會,這是讓很多人都羨慕的。然后盧柯卻選擇了繼續(xù)留在金屬所攻讀博士學(xué)位,他的理由是:科學(xué)研究是靠人來做的,能不能做好,取決于人的能力。最好的工作條件并不一定會出最好的科研成果,有時候簡陋的條件反倒更能激發(fā)人的創(chuàng)造力。

1990年盧柯博士畢業(yè)后留所工作,任助理研究員,半年后任副研究員,1991年赴德國斯圖加特馬普金屬研究所做訪問學(xué)者,1993年回國后任研究員,并擔(dān)任快速凝固非平衡合金國家重點實驗室副主任。1995年,30歲的盧柯?lián)尾┦可鷮?dǎo)師,32歲擔(dān)任快速凝固非平衡合金國家重點實驗室主任,36歲出任沈陽材料科學(xué)國家(聯(lián)合)實驗室主任、中國科學(xué)院金屬研究所所長,38歲時當(dāng)選為中國科學(xué)院院士,成為當(dāng)時中國最年輕的院士。盧柯的人生充滿傳奇。

還在讀博士學(xué)位時,盧柯就對非晶態(tài)金屬的晶化動力學(xué)及其微觀機制進(jìn)行了深入研究,在國際上首次提出非晶態(tài)材料的有序原子集團(tuán)切變沉積化機制,解釋了一系列用經(jīng)典理論難以解釋的實驗結(jié)果,并為以后研究非晶晶化形成納米晶體提供了理論依據(jù)。1989年,盧柯榮獲首屆“中國科學(xué)院院長獎學(xué)金特別獎”。博士畢業(yè)后留所工作,盧柯將研究目光轉(zhuǎn)向在國際上剛剛興起的納米材料,他獨辟蹊徑地在國際上提出了一種制備納米金屬的新方法——非晶完全晶化法,這是在他博士論文工作的基礎(chǔ)上,利用控制非晶態(tài)金屬的晶化過程實現(xiàn)納米晶粒的形成。這種方法具有工藝簡單、晶粒度易于控制、界面清潔且不含微孔洞等優(yōu)點。論文在美國JApplPhys及Scripta MetallMater.發(fā)表后被引用數(shù)百次。美國《應(yīng)用物理雜志》審 稿人對盧柯的這一成果大加贊賞,指出“非晶晶化法無疑對納米材料研究具有重要價值”。該制備方法已成為當(dāng)時國際上公認(rèn)的納米材料3種主要制備方法之一,被納米材料的鼻祖HGleiter教授寫進(jìn)材料科學(xué)教科書,使我國在納米晶體研究領(lǐng)域一躍進(jìn)入國際前列。1995年國際學(xué)術(shù)刊物MaterSciEngReports邀請他撰寫此領(lǐng)域的專題綜述。

1998年,國際亞穩(wěn)及納米材料年會(ISMANAM)授予盧柯ISMANAM金質(zhì)獎?wù)?以表彰他對這一新興領(lǐng)域做出的杰出貢獻(xiàn);1999年,盧柯當(dāng)選為國際納米材料委員會唯一的中國籍委員。

1999年4月,他建立的青年研究小組被德國馬普學(xué)會和中國科學(xué)院確立為“德國馬普金屬所伙伴小組”,成為我國材料科學(xué)界第一個中德合作的馬普青年伙伴小組。

2000年2月25日,盧柯課題組在實驗室發(fā)現(xiàn)了納米金屬銅在室溫下的“奇異”性能——納米金屬銅在室溫具有超塑延展性而沒有加工硬化效應(yīng),延伸率高達(dá)5100%。論文在美國《科學(xué)》周刊上發(fā)表后,獲得世界同行的廣泛好評,納米材料的“鼻祖”葛萊特教授認(rèn)為,這項工作是“本領(lǐng)域的一次突破,它第一次向人們展示了無空隙納米材料是如何變形的”。奇異性能的發(fā)現(xiàn),縮短了納米材料和實際應(yīng)用的距離,意味著和普通金屬力學(xué)性能完全不同的納米金屬,在精細(xì)加工、電子器件和微型機械的制造上具有重要價值。這一成果被評為當(dāng)年中國十大科技進(jìn)展之一。

2003年1月,盧柯研究組在金屬材料表面納米化研究方面取得重要進(jìn)展,他們在《科學(xué)》周刊上發(fā)表第二篇論文。論文指出,將鐵表層的晶粒細(xì)化到納米尺度,其氮化溫度顯著降低。表面氮化是工業(yè)中廣泛應(yīng)用的一種材料表面處理技術(shù)。在表面氮化過程中,材料或鋼鐵的表面氮化處理往往需要在高溫下(高于500℃)進(jìn)行,處理時間長達(dá)十幾個小時,不僅能耗高,更重要的是,許多材料和工件在如此高溫下長時間退火后會喪失其基體的高強度或出現(xiàn)變形,因此,表面氮化技術(shù)的應(yīng)用受到很大限制。大幅度降低氮化溫度是長期以來表面氮化技術(shù)應(yīng)用中必須解決的重要技術(shù)瓶頸。“我國金屬材料表面納米化技術(shù)和全同金屬納米團(tuán)簇研究”被評為“2003年中國十大科技進(jìn)展”之一。

2004年4月出版的《科學(xué)》周刊上,第三次出現(xiàn)了盧柯的名字。他的課題組經(jīng)過數(shù)年潛心研究發(fā)現(xiàn)了一種新型納米結(jié)構(gòu)——納米孿晶。他們在納米孿晶銅中獲得超高強度和很高的導(dǎo)電率,這是在普通材料中難以獲得的性能組合。2006年2月,盧柯被聘為美國《科學(xué)》周刊評審編輯,成為擔(dān)任這一職位的首位中國科學(xué)家,標(biāo)志著我國科學(xué)家在國際學(xué)術(shù)界重要崗位上占有一席之地。2009年1月,盧柯課題組再一次在《科學(xué)》周刊上發(fā)表了關(guān)于《納米孿晶銅的極值強度和超高加工硬化研究》的論文,評審人認(rèn)為作者在利用納米孿晶強化材料本質(zhì)方面獲得了具有重大意義的發(fā)現(xiàn),不但豐富和拓寬了人們對納米尺度材料塑性變形的本質(zhì)的認(rèn)識,同時也為進(jìn)一步發(fā)展高性能納米結(jié)構(gòu)材料及其應(yīng)用提供了重要線索。“納米孿晶銅的極值強度和超高加工硬化研究”被評為當(dāng)年中國基礎(chǔ)研究十大新聞。

由于盧柯在納米材料領(lǐng)域大量杰出的研究工作,2009年4月17日出版的《科學(xué)》周刊上刊登了他們的特邀綜述論文《利用納米尺度共格界面強化材料》,文章就強化界面應(yīng)具備的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了詳細(xì)闡述,提出了提高材料綜合強韌性的新途徑——利用納米尺度共格界面強化材料。

2010年盧柯應(yīng)《科學(xué)》周刊邀請,撰文就金屬材料的發(fā)展趨勢和未來進(jìn)行了展望,這篇《金屬的未來》的論文不但在國際材料科學(xué)與工程領(lǐng)域產(chǎn)生了重要影響,也表明盧柯已成為材料科學(xué)領(lǐng)域在全世界范圍內(nèi)有重要影響力的科學(xué)家。

2011年2月,盧柯研究組在梯度納米材料研究方面取得突破,發(fā)現(xiàn)梯度納米金屬銅既具有極高的強度又兼有良好的拉伸塑性,揭示了納米金屬的本征塑性和變形機制?!犊茖W(xué)》周刊再次刊登他們的論文。

這一系列原創(chuàng)性成果在國際材料領(lǐng)域產(chǎn)生了重要影響。盧柯2002年榮獲TWNSO技術(shù)獎,2006年THERMEC2006杰出成就獎,2010年當(dāng)選為美國材料研究學(xué)會MRS Fellow,2010年被選為英國劍橋大學(xué)Kelly講座人。

盧柯身上具有與生俱來的科學(xué)家素質(zhì),他很早就有超乎年齡的自我約束能力,自從上大學(xué),盧柯就給自己制定了嚴(yán)格的時間表和工作計劃,以非常人的工作節(jié)奏始終跑在別人的前頭。盧柯說,自然界是公平的,它給每個人的時間是一樣的,做了這個,就不能做那個。有的人活得很輕松,一天的活兒用兩天的時間干,我則希望用半天的時間就能把一天的活兒干完。

盧柯是個不喜循規(guī)蹈矩的人,他喜歡運動,打網(wǎng)球,滑雪,每周他都堅持抽出時間運動。運動給了他很多靈感和快樂。

盧柯進(jìn)入材料研究這個行列已經(jīng)20多年了,他一直醉心于這項事業(yè),并常常癡迷地徜徉其中。盧柯曾談及他成功的原因,首先,中國處在一個非常難得的發(fā)展時期,社會、政治、經(jīng)濟、科技都在穩(wěn)步地發(fā)展,這給材料學(xué)的研究創(chuàng)造了最好機會。中國工業(yè)化的進(jìn)程對材料學(xué)科提出了許多嚴(yán)峻的、亟待解決的問題。面臨資源減少、原材料價格上漲、環(huán)境污染等問題,如果不發(fā)展更先進(jìn)的材料,中國工業(yè)化的成本將驚人地巨大。盧柯覺得他和他的團(tuán)隊任重道遠(yuǎn)。

他成功的另一個原因也是最重要的原因就是他對科學(xué)一直保持著純粹的、濃厚的興趣,而且這種興趣與日俱增。盧柯說他的一系列重大發(fā)現(xiàn)都是在“破銅爛鐵”里找到的。他在發(fā)現(xiàn)中品嘗到研究的樂趣,不斷地發(fā)現(xiàn),不斷地受到鼓舞,眼界越來越開闊。他看到了很多可做的,多得做不完的事情。他常常跟學(xué)生說,任何事情你都不可以說,別人做過了,我沒戲了。

盧柯認(rèn)為做材料研究需要將智慧和經(jīng)驗有機融合,要有好的“品位”,選題至關(guān)重要。關(guān)于“究竟什么才是好問題”?盧柯總結(jié)為兩類:“一類問題是,在某個領(lǐng)域里大家公認(rèn)的解決不了的重大科學(xué)難題,類似數(shù)學(xué)領(lǐng)域的‘哥德巴赫猜想’。例如材料的強度和導(dǎo)電性是魚和熊掌的關(guān)系,導(dǎo)電性好的材料強度往往低,強度提高,導(dǎo)電性就要損失。如果你能做出來一種材料,強度提高的同時不損失導(dǎo)電性,這就是一個挑戰(zhàn)性強的好問題。第二類好問題是能對工業(yè)發(fā)展起到推動作用的問題。材料學(xué)是一門應(yīng)用學(xué)科,它的最終目的是工業(yè)應(yīng)用。‘創(chuàng)新’不是所有的‘新’都有用,不是所有的‘新’都好。我們要看‘創(chuàng)新’是不是對這個學(xué)科有所推動,對生產(chǎn)力發(fā)展有所推動。”

2001年,盧柯被任命為中國科學(xué)院金屬研究所所長。2012年,他任沈陽材料科學(xué)國家(聯(lián)合)實驗室主任。他常稱自己是個大班長,帶領(lǐng)著一個團(tuán)隊。金屬所是一個有著近60年發(fā)展歷史的大所,歷史上曾為國家安全和國民經(jīng)濟建設(shè)做出過重要貢獻(xiàn)。現(xiàn)在的金屬所,在盧柯的帶領(lǐng)下,匯集了很多材料科學(xué)領(lǐng)域的精英,國家杰出青年基金獲得者這里就有16人,平和的心態(tài)、深入地思考、踏實地做事,盧柯身上的品質(zhì)已經(jīng)成為這個團(tuán)隊的集體面貌。

自從1995年成為博士生導(dǎo)師以后,盧柯已經(jīng)培養(yǎng)出博士及碩士研究生40余人。盧柯的學(xué)生素質(zhì)好,用功,特別是有一個很好的氛圍,老同學(xué)幫助新同學(xué),形成一種非常和諧的合作關(guān)系。盧柯一直教育他的學(xué)生不要以為在《科學(xué)》周刊上發(fā)表了論文就是成功。你只要做了,而且做到最好,你就是成功的。他教導(dǎo)學(xué)生們,一定要讓自己的目標(biāo)與自己的能力相符合,實實在在地去做事,科學(xué)來不得半點虛假。

盧柯常鼓勵學(xué)生大膽去做事,跳出原來的框架去做事,敢于挑戰(zhàn)、敢于質(zhì)疑前人、敢于突破,在研究中發(fā)現(xiàn)、鑒別、解決問題。他鼓勵研究生在導(dǎo)師確定的大的課題內(nèi)自主選題或二次選題。盧柯有這樣一名學(xué)生,她曾做過一個連導(dǎo)師也沒有把握的課題,雖然當(dāng)時她有些猶豫,但她還是做了,最終得到了理想的實驗結(jié)果。

 “Game is never over(游戲永遠(yuǎn)沒有結(jié)束)!”“Nothing is impossible(沒有什么事情是不可能的)!”是盧柯經(jīng)常勉勵學(xué)生的兩句話,前一句是“創(chuàng)新的動力”,后一句是“創(chuàng)新的精髓”。“如果我們有創(chuàng)新的思維,有先進(jìn)的手段,我們有機會,我覺得什么事情都可以創(chuàng)新。”對于他自己來說,關(guān)于納米材料研究的“游戲”也遠(yuǎn)沒有結(jié)束。

主要論著

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3KLu,LLu,SSuresh,Strengthening Materials by Engineering Coherent Internal Boundaries at the Nano-scale (Review Article) Science,2009,324: 349~352

4LLu,MLSui,KLu,Superplastic Extensibility of Nanocrystalline Copper at Room Temperature,Science,2000,287:1463~1466

5WPTong,NRTao,ZBWang,JLu,KLu,Nitriding Iron at Lower- temperatures,Science,2003,299:686~688

6LLu,YFShen,XHChen,LHQian,KLu,Ultrahigh Strength and High Electrical Conductivity in Copper:Science,2004,304:422~426

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