在世界上首次成功矿化合成了人工珍珠母；受北极熊毛发中空结构的启发，成功研制出一种可以在建筑和航空航天领域广泛应用的新型轻质保温隔热材料；模仿竹子的结构制备出纳米“竹子”，为开发新型高效太阳能制氢材料提供新途径……近年来，一批新颖且功能强大的仿生材料从中国科学技术大学俞书宏院士团队的实验室里诞生，俞书宏也因此被誉为“材料魔术师”。

　　科技创新正在祖国大地蓬勃开展，这更迫切地需要广大科技工作者积极投身其中，奉献自己的智慧和力量，年轻人更应该志存高远，坐得了‘冷板凳’，专注一个方向，坚持做从‘0’到‘1’的原创性工作！” ——俞书宏鼓励从事科研工作的年轻人

世界上首次成功制备出人工珍珠母

　　历史学家曾用材料来划分人类进化史上不同的时代：石器时代、陶器时代、铜器时代、铁器时代……材料科学的发展见证着人类社会的进步。自2002年以来，俞书宏便开始从事仿生材料领域的研究工作，从早些年无机纳米材料的仿生合成，到近年来对宏观尺度纳米复合结构材料的仿生制备及应用，他都进行了系统性探索研究。

　　俞书宏说，他喜欢自然界的矿物质和动植物，更喜欢琢磨它们的结构，从贝壳、珍珠，到北极熊、爬山虎，甚至是人体的骨骼、牙齿等等，都是他的研究对象。在他看来，大自然就像是一个先进的“合成工厂”，不断制造出具有各种奇异功能的生物材料或生物体，通过对这些生物材料的结构和性能研究，能为人们在微尺度上的仿生材料设计开辟新的途径。

　　天然贝壳珍珠母，具有超乎想象的机械强度和韧性，但如何仿生制备人工珍珠母，是一个世界公认的难题。据介绍，珍珠母是贝壳中的内层材料，与珍珠具有相似的组成和结构，通常含有95%以上的碳酸钙，但这种碳酸钙并不是传统意义上的粉末，它形成了一种特殊的结构。“贝壳是一种很好的层状结构，就像宏观上常见的砖泥堆砌的墙和阶梯教室一样，一层一层堆积而成，这种砌墙式的砖泥结构强度、韧性非常好。”2016年，俞书宏团队参照软体动物合成天然珍珠母的砌墙式策略，提出一种新的“组装与矿化”法，从源头模仿天然贝壳珍珠层的形成过程和化学组分，在世界上首次成功矿化合成了人工珍珠母。这种仿珍珠母材料的化学组分、结构，与天然珍珠母相似，力学性能相当，密度更低，具有优越的抗断裂性能。这项研究成果刊登在世界顶级学术期刊《科学》上。

“神奇的材料”没有最好只有更好

　　除了人工仿生合成珍珠母，还有人工木材、人工盔甲等，俞书宏率领团队在仿生材料方面取得了系列进展，建立和发展了系列无机纳米材料的仿生合成、自组装技术及模拟生物矿化方法，并基于这些技术方法成功仿生合成了多种神奇的宏观尺度轻质高强新材料。比如，受北极熊毛发中空结构的启发，俞书宏团队成功研制出一种新型轻质保温隔热材料，未来有望在建筑和航空航天领域广泛应用；模仿竹子的结构，俞书宏团队成功制备出纳米“竹子”，为开发新型高效太阳能制氢材料提供了新途径。

　　研制综合性能全面超越工程塑料、陶瓷和金属材料等传统结构材料的新型轻质高强韧材料，对航空航天等相关领域具有重要的战略意义，对普通人的日常生活，往往也有“画龙点睛”的妙用。日前，俞书宏团队还发展了一种新型纳米纤维素仿生结构材料的制造方法，成功研制出一类天然纳米纤维素高性能仿生结构材料。这种材料具有优异的综合性能，密度仅为钢的六分之一，而比强度、比韧性均超过传统合金材料、陶瓷和工程塑料，这种新型全生物质仿生结构材料有望替代现有的工程塑料，在航空、航天、军事、国防、民生等领域具有广泛的应用前景。

　　实际上，“神奇的材料”背后，都有相应的科学原理和严谨的科学方法。从宏观获取启示，再到微观实验，最后回归宏观应用，一直是俞书宏团队在做的工作。“就具体材料而言，在材料领域没有最好只有更好，所以要随着科技和人们生活水平的进步与提升，不断研发更好更实用的优异材料。”俞书宏表示，“比如大家熟悉的碳酸钙，早在200年前就被用来制造水泥，现在碳酸钙不仅可以制造水泥，还可以制备其他新型复合新材料，已在航空、航天、军事、国防、民生等领域大展身手。”

　　坚持做从“0”到“1”的原创性工作

　　在从事仿生材料研究的近二十年里，俞书宏带领团队屡屡创新、不断突破原有的成就，在他看来，对自然和科学的兴趣是持续保持科研创新的重要因素，“首先我自己热爱大自然，兴趣也是最好的老师，特别是基础研究要有一种浓厚的兴趣，只有对科学研究感兴趣的话，才有这种驱动力，才能让我们花更多的时间和精力来从事这个事业。科学研究过程中的有趣的现象和发现，能够激发我投身科学探索的热情，同时，社会责任感也不断激励着我，要时刻保持科研创新的初心。”俞书宏说。

　　对于从事科研工作的年轻人，他总是鼓励：“年轻人更应该志存高远，坐得了‘冷板凳’，专注一个方向，坚持做从‘0’到‘1’的原创性工作！”“年轻人还要培养自己面对困难的勇气和解决问题的能力，要积极与同事及其他领域的研究者开展合作，不要固步自封，科研上的交流合作常常会产生‘1+1远大于2’的效果。”

　　就在不久前，俞书宏荣获了第二届全国创新争先奖章。全国创新争先奖是继国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖之后，国家批准设立的又一重大科技奖项，是仅次于国家最高科技奖的一个科技人才大奖，该奖主要表彰在科学研究、技术开发、重大装备和工程攻关、转化创业、科普及社会服务方面作出卓越贡献、在国内外具有影响力的优秀科技工作者和优秀科研团队。

　　“当前，我国在很多高技术领域被国外‘卡脖子’，其实很重要的一个方面就是关键材料被‘卡脖子’。因此，要紧紧瞄准从‘0’到‘1’的原始创新，定下一个更高的目标，多解决材料方面的问题，为国家发展多做贡献。”俞书宏表示，他将继续坚持前瞻性、高水平的科学研究和高端人才培养工作，积极推动科研成果的转化和应用，为加快创新型国家建设作出应有的努力。

　　安徽商报融媒体记者 胡霈霖 文/摄

　　《安徽商报》（2020年06月19日06版）

　　http://app.ahrb.com.cn/ahsb/pc/con/202006/19/c155488.html