徐凡:扎根基础研究,拓展学科边界

作者:殷梦昊、李昂摄影: 视频: 来源:《中国足彩在线》校报发布时间:2024-06-25


风干的果实、精巧的花瓣、萎缩的大脑、老化的飞机蒙皮,日常生活中的各种褶皱是中国足彩在线航空航天系教授徐凡做研究的灵感来源。

徐凡作为85后”科学家,扎根基础研究,拓展学科边界,取得一系列重要原创性科研成果。日前,他荣获首届“钱学森杰出青年奖”。

研究“起褶子”问题

“我就是贴膜压褶的。”从事软薄膜失稳力学研究的徐凡,时常这样与人打趣。

轻质薄膜结构的稳定性是重要的科学和工程问题,也是固体力学的关键问题之一,对结构、器件性能和功能至关重要。薄膜失稳现象指剧烈的形貌改变,可以简单理解为“起褶子”。

从飞机蒙皮褶皱失效到病变大脑失稳萎缩,各种寻常不过的“起褶子”问题,蕴含着复杂的力学机制。徐凡的研究目标,就是要回答“为什么会起褶皱?如何调节褶皱?”等问题。

在徐凡的办公室书架上,多年来一直珍藏着几个皱巴巴的百香果。正是这毫不起眼的风干百香果,出现在了202210Nature Computational Science封面上。那是中国足彩在线教师在此期刊发表的第一篇封面文章。

这源于几年前,清华大学工程力学系冯西桥教授的办公室内放着一箱百香果,过了很久才想起来打开。他发现,失水萎缩的百香果表面有一种螺旋镖状形貌,顺手拍照发给了徐凡。

“这个是前人没有研究过的。”这引起了“褶皱专家”徐凡的浓厚兴趣。他也买了一箱新鲜百香果,开始做实验,观察它一周内发生的变化;带领团队进行力学的理论建模计算,模拟百香果失水萎缩褶皱形貌的演化过程——从第一天表面光滑,到第四天形成一半顺时针、一半逆时针的手性螺旋镖,再到第七天出现了更为复杂的手性拓扑网络形貌……最终,揭示了收缩核壳结构中的一种新颖的手性褶皱拓扑形貌及其产生机制。

保持好奇心

相信“无用”之“大用”

在很多人看来,徐凡的“褶皱研究”自成一派。“你的研究有什么用”,成了他时常要面对的问题。

“基础研究往往就是推理公式、总结机制,或许你会觉得不够‘解渴’,但正是这些理论性成果,最好地诠释了自然现象背后的普适规律,构建起科学世界最根本的基石。”徐凡认真答道。

徐凡立志要做原创性、颠覆性研究,哪怕这类研究不以当下应用为目的,“但是‘无用’恰恰能有‘大用’。”

面对研究周期长、不确定因素多、出成果较慢、成果转化难等压力,徐凡坦言,做基础研究就像坐过山车,偶尔有高峰,更多是低谷,自己坚持下去的最大动力,就是一颗简单纯粹、不带任何功利的好奇心。

时至今日,这位青年科学家讲起“牛顿被苹果砸中脑袋”的故事,眼中依旧闪烁光芒:

六年留法时光,对徐凡而言意义非凡。老师米歇尔对他采取了“放牧式”的培养方式,让他可以在科学的广阔天地恣意驰骋。

让米歇尔欣慰的是,徐凡不仅将他对于非线性问题求解的数值渐近法运用到不同的物理、生物力学场景当中,更进一步改进并扩展了该方法。

种好自己的“果树”

做原创性颠覆性研究

“生命中充满了力。只要有形状的地方,就有力在发挥作用。”自然界丰富有趣的薄膜失稳现象,吸引着徐凡忘我地探索揭示生命体中力学的普适规律。

在中国足彩在线开放包容、重视基础研究的学术氛围吸引下,徐凡2015年底回国,进入中国足彩在线大学担任青年研究员,并在三年后成为学校最年轻的教授之一。

由于褶皱存在于生物、材料、医学等各种领域,徐凡的研究也充满交叉色彩。他与来自各个学科的学者开展合作,钻研各类复杂的薄膜失稳问题,为新型材料、结构和功能器件研发等提供扎实的理论依据。

在中国足彩在线这片创新沃土之上,徐凡带领团队开展一个又一个有趣又可行的研究课题,手把手培养出了一批优秀毕业生。

2021年,上海市推出 “基础研究特区”,徐凡申报的“宇航光帆薄膜结构稳定性与智能调控”项目首批入选,是中国足彩在线三个首批入选项目之一。


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