鉆研中子衍射 建言人才創(chuàng)新
不詳 ?佚名 ? 2010年08月01日 ? ?本期熱點
利用射線和物質相互作用是獲得微觀結構知識的一種有效手段。但常用的射線如X射線、光、電子等都只適合揭示物質靜態(tài)結構和動力學特性的某些方面。隨著反應堆的出現(xiàn)，科學家開始從反應堆中引出較強的中子束流探索物質結構。人們發(fā)現(xiàn)，由于本身的特性，中子是研究物質結構的理想“探針”。
在貫穿于材料制備、結構表征及使役行為研究的材料科學與工程領域，最基本與關鍵的科學問題是：材料多尺度結構（單元）信息的獲取及其與功效行為的耦合。發(fā)展一種能夠測量跨越 0.1 nm至1mm范圍的多尺度結構特征，且可以在各種環(huán)境下（原位）具有時間與空間分辨特點的實驗技術是材料科學研究的關鍵。同步輻射高能X射線衍射、中子散射技術是實現(xiàn)該類研究的最有效手段。
航天與航空用渦輪發(fā)動機葉片的使役性能與材料制備、裝配及使用過程中引入的宏觀與微觀應力密切相關，準確地測量各種不同尺度的應力狀態(tài)并直接關聯(lián)于工程部件的損傷行為，是延長渦輪發(fā)動機葉片使用時間及提高安全性的最有效途徑。廣泛應用的實驗室用X射線衍射（散射）技術，可以有限實現(xiàn)這種多尺度結構表征。但其有限的穿透能力（對于大多數(shù)材料小于10 微米）無法獲得關鍵工程部件的內部結構的應力與微觀組織信息。
中子因其很高的穿透能力，特別是具有很強的原位研究能力，在工程材料研究領域備受矚目。它的主要應用包括：工程部件多尺度的內應力測量、織構測量、材料處理過程（變形、結晶、再結晶，特別是相變）的原位研究等。
包括中子衍射在內的原位實驗技術在材料科學與工程中應用的研究在國際上剛剛起步，從技術本身（發(fā)射源、測角臺、探測器的布置）到數(shù)據處理與分析方法尚待完善。特別是如何使這些豐富的實驗數(shù)據與研究結合，建立更加準確表征材料（宏觀、介觀及納米）多尺度單元的結構、應力狀態(tài)的信息，并與材料的使役行為直接聯(lián)系，是十分具有挑戰(zhàn)性的問題。
我國中子散射技術的發(fā)展已經引起了國際同行的高度關注，尤其是政府對該研究的重視和一批年輕專家的迅速成長，使得美國、法國、日本等國的知名研究所非常熱衷與我國進行合作。
王沿東有在美國與歐洲國家實驗室工作的長期經驗，具有豐富的創(chuàng)新成果，以他為代表的中青年科學家在中子衍射（散射）領域孜孜不倦地趕超國際前沿，使我國中子衍射應力測量與分析水平可望在短期內達到世界先進水平，并直接服務于關鍵工業(yè)部門。
自博士研究生畢業(yè)到被教育部聘為“長江學者特聘教授”之間的十幾年里，王沿東一直在國外高校、實驗室以及國內高校之間輾轉，正是在幾個國家做科學研究與教書育人的經歷，使得王沿東對于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要性感觸特別深。他認為，我國要建設創(chuàng)新型國家，實現(xiàn)“科教興國”的戰(zhàn)略目標，當務之急是要加大高層次創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。
“博士畢業(yè)后，我前往法國梅斯大學任客座教授，但不到一年我就回國了，我希望自己所學的東西能為自己國家的建設所用?！蓖跹貣|回憶當年出國做研究的經歷時告訴記者，“后來，由于一些現(xiàn)實的原因，為了使自己的科研能夠更快更進一步，我又去了瑞典烏普薩拉大學做博士后研究。”在烏普薩拉大學中子研究實驗室，王沿東研究方向開始由以前的材料制備轉向中子研究，這對于他以后的科研方向與目標都產生了巨大的影響。2001年，王沿東前往美國橡樹嶺國家實驗室，在當時正在建設的世界上最先進的散裂中子源（Spallation Neutron Source，SNS）部門從事一些關于大工程部件的應力檢測技術的基礎研究。國外高速的競爭與極富創(chuàng)新的科研環(huán)境為王沿東取得一系列的科研成就產生了巨大的促進作用。
在美國橡樹嶺國家實驗室工作期間，一次在美國能源部預先批準的前提下前往韓國代表SNS參加國際會議，會后由于從事敏感專業(yè)回美國的簽證被無限期調查。在得知此情況后，東北大學領導與人事部門負責人，發(fā)出誠摯邀請加盟東北大學，并在生活與工作條件方面予以多方關照，促使其最終回國工作?；貒院?，王沿東發(fā)現(xiàn)國內科研的機會還是很多的，但是創(chuàng)新能力明顯比較弱。特別是高層次人才在創(chuàng)新方面表現(xiàn)不足。王沿東分析道：中國高校當前與歐美高校的主要差距表現(xiàn)為知識創(chuàng)新能力不足、缺乏高端人才培養(yǎng)能力。除科研體制與科研投入的差別外，主要差距應歸結為如下幾個方面：師資力量，特別是教師的素質與敬業(yè)精神；優(yōu)秀學生選拔方法、訓練過程、人文與敬業(yè)精神的培養(yǎng)；整體大科學工程平臺的建設，高校與國家實驗室及研究中心的合作與互動。
王沿東根據在歐美高校與國家實驗室長期工作的經驗，從自身所研究的領域出發(fā)，對組建高水平的使用大科學工程設備及裝置的材料科學創(chuàng)新團隊提出了如下思路：
教育與科研并舉。向本科與研究生傳授世界上最先進的使用與材料科學相關的大科學裝置特點，闡明中子散射與同步輻射高能X射線衍射先進結構與微結構表征新技術與方法的重要性，特別強調在材料科學研究的重要應用。將大科學裝置使用與材料科學創(chuàng)新體系的建立相結合。通過設立獎學金方法，吸引優(yōu)秀學生，參加創(chuàng)新團隊的科研。
基礎與應用研究并重。一方面，應用研究可以為基礎研究凝聚出基本科學問題；另一方面，基礎研究為應用研究提供解決關鍵技術的儲備。
學校實驗室與國家研究中心（研究院）的互用。歐美科技發(fā)展的經驗表明，國家研究中心（研究院）構建與管理的大科學工程研究平臺有巨大的優(yōu)勢，為高校的創(chuàng)新能力提供了必要條件。學校必須參與建設，為其提供先進的設計思路、功能需求及人才培養(yǎng)的技術儲備。
學科交叉與多元科技文化（學術觀點）的互容。研究團隊擬采用容納多個不同學科或不同發(fā)展方向的4～5個科研小組，比如材料制備組、材料物理化學組、材料加工組、力學模擬組及跨學院的機械制造與車輛學科、宇航研究學科，通過利用各自的特點及研究的相關性，通過經常性的學術講座、研討會來凝聚科研方向、提出關鍵的科學問題，聯(lián)合攻關一些國際上尚未解決的難題。
國內外合作交流的互通。在近幾年內將多次組織該領域研究的國際會議或研討會，作專題報告，展示創(chuàng)新成果。邀請國外著名專家及教授來講學與合作科研。特別是通過向歐美著名大學、國家實驗室派出公派留學生，利用他們先進的設備，學習他們的科研思維、創(chuàng)新意識及寶貴經驗。
團隊內制定合理的政策及競爭機制，吸引優(yōu)秀教師與學生，由科研創(chuàng)新團隊變成高端人才訓練基地。對于如何吸引優(yōu)秀科研小組、教師與學生加入團隊，可采用的政策為：大幅度提高創(chuàng)新團隊中的中青年教師的收入，這樣可以選拔出最優(yōu)秀教師，并使其安心敬業(yè)；根據考核及需要建立滾動的小組支持機制、學生獎學金的動態(tài)升降機制、設立特殊的獎學金；利用公派留學生、訪問學者的有效選拔機制來吸引學生與優(yōu)秀青年教師加入團隊；通過競爭機制培養(yǎng)團隊科研創(chuàng)新文化與敬業(yè)精神。當然，國家、教育部、學校及相關部門必須制定新的“文化特區(qū)”政策，來支持高校優(yōu)秀團隊的建設。
王沿東說，現(xiàn)代材料表征與評價技術是《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》確立的新材料技術的重要方向。國家“973”、“863”等重大研究計劃，明確將新材料表征與評價方法與技術的發(fā)展列為重要發(fā)展方向，特別是把“大型和復雜構件內部缺陷檢測技術”列為“863”新材料技術領域高性能結構材料專題的關鍵技術之一。他們希望利用大型現(xiàn)代科學裝置開展工程結構材料內部應力與微結構表征新技術的探索研究，為建立具有我國自主知識產權的中子散射測量各類應力的標準、模式及分析表征新方法技術作出基礎準備，培養(yǎng)優(yōu)秀人才，解決關鍵大型工程部件制備與使用過程中可靠性評估所面臨的關鍵技術問題，并直接服務于我國科技驅動的經濟持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的主戰(zhàn)場。
王沿東，1986年本科畢業(yè)于東北工學院（現(xiàn)東北大學）材料科學與工程系，1989 年獲碩士學位，1993年于北京科技大學獲博士學位。1994年回東北大學任教，當年被破格晉升為副教授，2004年作為校級引進人才被東北大學直接聘為教授、博士生導師，2008年定為二級教授。2009年7月開始在北京理工大學材料學院工作，任教育部長江學者特聘教授，并組建新的原位微結構表征研究組。1993至2008年間曾數(shù)次赴法國梅斯大學（Universite deMetz）、瑞典烏普薩拉大學（Uppsala University）中子研究實驗室、美國橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory）、美國田納西大學等從事科學研究。
發(fā)表學術論文150余篇，獲省部級科技獎4項。1996年獲國際織構會議青年科學家論文獎，2004年入選教育部“新世紀優(yōu)秀人才支持計劃”，2007年國家杰出青年基金獲得者，2008年被聘為教育部“長江學者特聘教授”，2009年入選國家“新世紀百千萬人才工程”。
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