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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(guó)科學(xué)院院士。發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院院士,德國(guó)科學(xué)院院士。“萬(wàn)人計(jì)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(huì)委員,第十二屆中央委員會(huì)常委,九三學(xué)社第十三屆、十四屆中央委員會(huì)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(yáng)一中讀高中,他才從山區(qū)走出來(lái)。盧柯的父母都是中學(xué)教師,對(duì)盧柯的管教很嚴(yán)厲,但這并沒(méi)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(jī)械系,攻讀金屬材料與熱處理專業(yè)。報(bào)考這個(gè)專業(yè)時(shí),盧柯對(duì)金屬材料與熱處理一無(wú)所知,只知道這是一個(gè)工科專業(yè)。而盧柯在大學(xué)期間對(duì)于這個(gè)專業(yè)的喜愛(ài)與理解已經(jīng)超過(guò)了周圍很多人。盡管他是以高過(guò)甘肅省錄取分?jǐn)?shù)線60多分的優(yōu)異成績(jī)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(jī)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(guó)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(shí),盧柯獲得去日本讀博士的機(jī)會(huì),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(lái)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(huì)出最好的科研成果,有時(shí)候簡(jiǎn)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(guó)斯圖加特馬普金屬研究所做訪問(wèn)學(xué)者,1993年回國(guó)后任研究員,并擔(dān)任快速凝固非平衡合金國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任,36歲出任沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家(聯(lián)合)實(shí)驗(yàn)室主任、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所所長(zhǎng),38歲時(shí)當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士,成為當(dāng)時(shí)中國(guó)最年輕的院士。盧柯的人生充滿傳奇。

還在讀博士學(xué)位時(shí),盧柯就對(duì)非晶態(tài)金屬的晶化動(dòng)力學(xué)及其微觀機(jī)制進(jìn)行了深入研究,在國(guó)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(jī)制,解釋了一系列用經(jīng)典理論難以解釋的實(shí)驗(yàn)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(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)獎(jiǎng)學(xué)金特別獎(jiǎng)”。博士畢業(yè)后留所工作,盧柯將研究目光轉(zhuǎn)向在國(guó)際上剛剛興起的納米材料,他獨(dú)辟蹊徑地在國(guó)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(guò)程實(shí)現(xiàn)納米晶粒的形成。這種方法具有工藝簡(jiǎn)單、晶粒度易于控制、界面清潔且不含微孔洞等優(yōu)點(diǎn)。論文在美國(guó)JApplP(pán)hys及Scripta MetallMater.發(fā)表后被引用數(shù)百次。美國(guó)《應(yīng)用物理雜志》審 稿人對(duì)盧柯的這一成果大加贊賞,指出“非晶晶化法無(wú)疑對(duì)納米材料研究具有重要價(jià)值”。該制備方法已成為當(dāng)時(shí)國(guó)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(xiě)進(jìn)材料科學(xué)教科書(shū),使我國(guó)在納米晶體研究領(lǐng)域一躍進(jìn)入國(guó)際前列。1995年國(guó)際學(xué)術(shù)刊物MaterSciEngReports邀請(qǐng)他撰寫(xiě)此領(lǐng)域的專題綜述。

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

1999年4月,他建立的青年研究小組被德國(guó)馬普學(xué)會(huì)和中國(guó)科學(xué)院確立為“德國(guó)馬普金屬所伙伴小組”,成為我國(guó)材料科學(xué)界第一個(gè)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(shí)驗(yàn)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(méi)有加工硬化效應(yīng),延伸率高達(dá)5100%。論文在美國(guó)《科學(xué)》周刊上發(fā)表后,獲得世界同行的廣泛好評(píng),納米材料的“鼻祖”葛萊特教授認(rèn)為,這項(xiàng)工作是“本領(lǐng)域的一次突破,它第一次向人們展示了無(wú)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(shí)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(jī)械的制造上具有重要價(jià)值。這一成果被評(píng)為當(dāng)年中國(guó)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?cè)凇犊茖W(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(guò)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(shí)間長(zhǎng)達(dá)十幾個(gè)小時(shí),不僅能耗高,更重要的是,許多材料和工件在如此高溫下長(zhǎng)時(shí)間退火后會(huì)喪失其基體的高強(qiáng)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(zhǎng)期以來(lái)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(guó)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(píng)為“2003年中國(guó)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(guò)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?cè)诩{米孿晶銅中獲得超高強(qiáng)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(guó)《科學(xué)》周刊評(píng)審編輯,成為擔(dān)任這一職位的首位中國(guó)科學(xué)家,標(biāo)志著我國(guó)科學(xué)家在國(guó)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(qiáng)度和超高加工硬化研究》的論文,評(píng)審人認(rèn)為作者在利用納米孿晶強(qiáng)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(duì)納米尺度材料塑性變形的本質(zhì)的認(rèn)識(shí),同時(shí)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(qiáng)度和超高加工硬化研究”被評(píng)為當(dāng)年中國(guó)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(qiáng)化材料》,文章就強(qiáng)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(qiáng)韌性的新途徑——利用納米尺度共格界面強(qiáng)化材料。

2010年盧柯應(yīng)《科學(xué)》周刊邀請(qǐng),撰文就金屬材料的發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)進(jìn)行了展望,這篇《金屬的未來(lái)》的論文不但在國(guó)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(qiáng)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(jī)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(guó)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(jiǎng),2006年THERMEC2006杰出成就獎(jiǎng),2010年當(dāng)選為美國(guó)材料研究學(xué)會(huì)MRS Fellow,2010年被選為英國(guó)劍橋大學(xué)Kelly講座人。

盧柯身上具有與生俱來(lái)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(shí)間表和工作計(jì)劃,以非常人的工作節(jié)奏始終跑在別人的前頭。盧柯說(shuō),自然界是公平的,它給每個(gè)人的時(shí)間是一樣的,做了這個(gè),就不能做那個(gè)。有的人活得很輕松,一天的活兒用兩天的時(shí)間干,我則希望用半天的時(shí)間就能把一天的活兒干完。

盧柯是個(gè)不喜循規(guī)蹈矩的人,他喜歡運(yùn)動(dòng),打網(wǎng)球,滑雪,每周他都堅(jiān)持抽出時(shí)間運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)給了他很多靈感和快樂(lè)。

盧柯進(jìn)入材料研究這個(gè)行列已經(jīng)20多年了,他一直醉心于這項(xiàng)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(guó)處在一個(gè)非常難得的發(fā)展時(shí)期,社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)、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(jī)會(huì)。中國(guó)工業(yè)化的進(jìn)程對(duì)材料學(xué)科提出了許多嚴(yán)峻的、亟待解決的問(wèn)題。面臨資源減少、原材料價(jià)格上漲、環(huán)境污染等問(wèn)題,如果不發(fā)展更先進(jìn)的材料,中國(guó)工業(yè)化的成本將驚人地巨大。盧柯覺(jué)得他和他的團(tuán)隊(duì)任重道遠(yuǎn)。

他成功的另一個(gè)原因也是最重要的原因就是他對(duì)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(shuō)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(lè)趣,不斷地發(fā)現(xiàn),不斷地受到鼓舞,眼界越來(lái)越開(kāi)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(shuō),任何事情你都不可以說(shuō),別人做過(guò)了,我沒(méi)戲了。

盧柯認(rèn)為做材料研究需要將智慧和經(jīng)驗(yàn)有機(jī)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(wèn)題”?盧柯總結(jié)為兩類:“一類問(wèn)題是,在某個(gè)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(qiáng)度和導(dǎo)電性是魚(yú)和熊掌的關(guān)系,導(dǎo)電性好的材料強(qiáng)度往往低,強(qiáng)度提高,導(dǎo)電性就要損失。如果你能做出來(lái)一種材料,強(qiáng)度提高的同時(shí)不損失導(dǎo)電性,這就是一個(gè)挑戰(zhàn)性強(qiáng)的好問(wèn)題。第二類好問(wèn)題是能對(duì)工業(yè)發(fā)展起到推動(dòng)作用的問(wèn)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(duì)這個(gè)學(xué)科有所推動(dòng),對(duì)生產(chǎn)力發(fā)展有所推動(dòng)。”

2001年,盧柯被任命為中國(guó)科學(xué)院金屬研究所所長(zhǎng)。2012年,他任沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家(聯(lián)合)實(shí)驗(yàn)室主任。他常稱自己是個(gè)大班長(zhǎng),帶領(lǐng)著一個(gè)團(tuán)隊(duì)。金屬所是一個(gè)有著近60年發(fā)展歷史的大所,歷史上曾為國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出過(guò)重要貢獻(xiàn)?,F(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(guó)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(shí)地做事,盧柯身上的品質(zhì)已經(jīng)成為這個(gè)團(tuán)隊(duì)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(gè)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(shí)實(shí)在在地去做事,科學(xué)來(lái)不得半點(diǎn)虛假。

盧柯常鼓勵(lì)學(xué)生大膽去做事,跳出原來(lái)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(wèn)題。他鼓勵(lì)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(guò)一個(gè)連導(dǎo)師也沒(méi)有把握的課題,雖然當(dāng)時(shí)她有些猶豫,但她還是做了,最終得到了理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

 “Game is never over(游戲永遠(yuǎn)沒(méi)有結(jié)束)!”“Nothing is impossible(沒(méi)有什么事情是不可能的)!”是盧柯經(jīng)常勉勵(lì)學(xué)生的兩句話,前一句是“創(chuàng)新的動(dòng)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(jī)會(huì),我覺(jué)得什么事情都可以創(chuàng)新。”對(duì)于他自己來(lái)說(shuō),關(guān)于納米材料研究的“游戲”也遠(yuǎn)沒(méi)有結(jié)束。

主要論著

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2QSMei,KLu,Melting and Superheating of Crystalline Solids: From Bulk to Nanocrystals (Review Article):Progress in Materials Science,2007,52: 1175~1262

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(pán)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

7LLu,XChen,XHuang,KLu,Revealing the Maximum Strength in Nano-twinned Copper Science,2009,323:607~610

8KLu,The Future of Metals,Science,2010,328:319~320

9XLi,YWei,LLu,KLu,HGao,Dislocation Nucleation Governed Softening and Maximum Strength in Nano-twinned Metals Nature,2010,464:877~880

10THFang,WLLi,NRTao,KLu,Revealing Extraordinary Intrinsic Tensile Plasticity in Gradient Nano-grained Copper,Science,Published Online on February 17,2011