【大材之光·第4期 】叶长辉:痴心于用智能材料改变世界的材料人

叶长辉的研究目标主要是做出用以检测人的体温、血压、呼吸频率等生命体征的智能穿戴设备。随着AI、VR、AR等技术的逐渐普及,可穿戴设备已从过去的单一功能迈向多功能,同时具有更加便携、实用等特点,在医疗保健、导航、社交网络、商务和媒体等许多领域有众多可开发应用,并能通过不同场景的应用给未来生活带来改变。

编者按

2019年3月,浙江工业大学材料科学与工程学院党委启动“桃李育材”教职工先进事迹采编工作,组织在校大学生为全院每一位教职工撰写教书育人、管理服务的生动故事,以此践行“全员自觉追求卓越”的价值理念,弘扬“大材至真、大器至善”院训,号召全体教职工不忘从教初心、感受家校暖心、坚定发展信心、牢记育人恒心,在各自岗位上事必尽善、追求极致、争创一流。

同时,通过这项活动,教育和引导全院学生坚定信念、见贤思齐、提高抱负,为成长为新时代的优秀青年而逐梦不止、奋斗不歇。

本号从9月10日起正式推出“大材之光”人物专栏,倾情讲述浙工大材料人的大学使命、育人情怀、奋斗精神与一流担当,去细细品味和捕捉每一位材料人身心世界里的五彩光芒!今天推出第四期——叶长辉老师。

【大材之光·第4期 】叶长辉:痴心于用智能材料改变世界的材料人

叶长辉,浙江工业大学教授,博士生导师,中科院“百人计划”、“百千万人才工程”国家级人选、国务院政府特殊津贴获得者。长期从事智能材料与柔性电子及可延展电子器件的研究工作,迄今在 Advanced Materials、 Nano Letters、JACS、Angew. Chem. Int. Ed.等国际权威期刊发表SCI收录论文100余篇,所发表的文章被引用超过7000次,授权国家发明专利20余件。先后获得国家自然科学二等奖,安徽省科学技术奖一等奖,安徽省第九届青年科技创新奖杰出奖,以及Thomson Reuters卓越研究奖等。

探索求知之路:一心求学问道

提起叶长辉,人们首先注意到的是他那一长串的头衔,中科院“百人计划”、“百千万人才工程”国家级人选、“国务院政府特殊津贴获得者”等称号连续缀在“叶长辉”这个名字前,令人不禁在脑海中为其描画出了一幅严肃的科学家形象。

然而当你真正见到叶长辉本人时会发觉他的形象远不止此。挺拔的脊背、锐利的目光、文雅的谈吐是叶长辉的“构成三要素”,在和他接触时常有人觉得叶长辉话少不善交际,但是后面人们会慢慢发现,其实叶长辉既能分析学科发展而且还能畅聊古今,知识储备十分丰富。提及自己的学识素养,叶长辉表示这都是在不断学习的过程中积累起来的,正是在不断探索和学习的过程中才成为了现在的自己。

谈及自己的求学经历,叶长辉回忆到其本硕都在中科大就读,那时自己对于科研的概念还停留在比较简单的层面,硕士毕业之后他还曾考虑去公司工作,那是在2000年左右,其工作方向也是研发类。“如果我当时留在公司的话现在的经济条件要好很多,当时那个公司的产值就已经很高了。”叶长辉笑称。事实上,对知识的渴望一直是他不断前进的动力。

【大材之光·第4期 】叶长辉:痴心于用智能材料改变世界的材料人

▲叶长辉教授在国外学习(右二为叶长辉)

真正令他触动并开始找到方向的转折事件是出国学习,正是在那段时间他感受到了科学研究的气氛,加上回到研究所之后不断尝试,更加发现了科研的乐趣。“身边都是对科学研究有浓厚兴趣的人,和他们的相处进一步推动我开展深入研究。”叶长辉解释道。

在做智能材料和柔性电子之前,叶长辉主要做一些基础性的研究,那几年过年总有亲戚会不经意间问起他在做的研究有哪些实际用处,加上实际研究过程中的一些思考,叶长辉开始考虑转型,认为自己不仅要做好基础研究,更要做出实际性的成果,创造更多价值。

“我之前的基础研究以写文章为主,这些文章于大众而言就是束之高阁的东西,看不懂内容,对我自己来说,如果一直做一些看不到成果的研究,那也是乏味的。”

正是这些思考让叶长辉明确了下一步的科研目标:“要发表论文,也要体现应用价值,科研一定要产学研结合,解决国家的战略需求和经济社会发展的需要,才有现实意义。”

【大材之光·第4期 】叶长辉:痴心于用智能材料改变世界的材料人

▲叶长辉教授作学术报告

谈起这几年的研究,叶长辉表示自己原创的东西还不够多。相较而言,国内这块的研究还是比国外滞后了几年,因此他强调还要通过不断探索未知和加强学习,努力把差距缩小。“以点带面,慢慢赶上人家,要尽量达到‘千锤百炼出真知’的境界。”

咬定青山为学:痴心智能材料

叶长辉最大的特点,用他自己的话来说,他是一个比较简单、比较痴的人,这是他对自己的概括,他将自己对科研的坚持称为“痴”。

叶长辉痴迷的智能材料与柔性电子在智能穿戴电子产品方面有广泛的应用前景,相比于普通电子设备难集成、易损坏、能耗大等不足,可编织、可穿戴电子设备优势明显,已成为当前学术界及产业界的关注热点。

【大材之光·第4期 】叶长辉:痴心于用智能材料改变世界的材料人

▲叶长辉教授在外考察交流

所谓智能穿戴,是指探索一种全新的人机交互方式,通过智能设备穿戴在人体之上这种方式为消费者提供专属的、个性化的服务。

“这一块中科院已经做了很久,原来大家是做功能材料即每个材料都有自己的功能,然后功能材料的下一步发展就是智能材料,所谓智能材料指的是能够自己判断并决策如何运行的材料。比如智能窗帘,就是利用红外光的量来自由控制窗帘的开闭。”说起自己的研究方向,叶长辉如是解释道。

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▲叶长辉教授在学院中层干部会议上发言

叶长辉的研究目标主要是做出用以检测人的体温、血压、呼吸频率等生命体征的智能穿戴设备。随着AI、VR、AR等技术的逐渐普及,可穿戴设备已从过去的单一功能迈向多功能,同时具有更加便携、实用等特点,在医疗保健、导航、社交网络、商务和媒体等许多领域有众多可开发应用,并能通过不同场景的应用给未来生活带来改变。

【大材之光·第4期 】叶长辉:痴心于用智能材料改变世界的材料人

▲叶长辉团队在《Advanced Electronic Materials》发表研究论文的封面

每每谈起叶长辉研究的智能柔性材料,都可以感受到其对于这方面研究的“痴情”。

叶长辉理想中的智能穿戴形式是电子贴片的形式。他将这种设想比喻成动画贴纸,表示他理想中的电子贴片就像孩子玩的贴纸一般,可以完全融入到人们的日常生活中。这是一项跨领域的设计,同时涉及了医学、计算机、设计等专业。谈及研究近况,叶长辉表示目前团队已与医疗系统已达成合作的意向,由医院提供相关样本作为研究反馈。

叶长辉现在做的智能贴片与传统的电子贴片有所不同,他在以往的基础上增加了智能功能。对此,他的理想应用有智能医疗、智慧城市等。据他透露,材料实现自主报警功能,必是未来发展的大趋势。

“比如说那种独生子女家庭就可以用电子贴片监控,当老人出现状况的时候可以自动报警,这个预计在5-10年内可以实现,这是比较近的智能,更长远的是类人机器,这类研究现在国内外都很关注,是一个非常重要的研究方向。”说起学科的发展境况,叶长辉颇有心得。

工大材料新人:只为静心科研

值得一提的是,头衔甚多、履历丰富的叶长辉其实是一名不折不扣的浙工大材料“新人”,是材料学院近年才引进的高层次人才。

说到当初来工大的理由,叶长辉坦言:“很多人问过我这个问题,我之前回答过,但是我现在可以告诉你,我之前的答案和现在的答案包括以后的答案,可能都不一样。”目前他的答案倾向于因为工大比较适合静心做科研。

在他看来,工大的资源条件较好,材料学院的领导也都很务实,于他而言,这个新环境十分适宜。“最重要的是,在工大,我可以安心做科研,这是我最在乎的,只要这条能满足,其他都好说。”

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▲先进材料研究中心成立合影留念(左二为叶长辉)

据叶长辉解释到,柔性电子和智能穿戴这一块在国内是近几年才热起来,在他开始做的时候还处于较为冷门的状态,所以他迫切希望能有一个更加包容、开放的研究环境。

“做这种研究就像啃一块硬骨头,要静下心来坚持做,并抱着一直做下去的决心。”说起自己的科研历程,叶长辉用这么三两句话轻描淡写地带过,然而数年的心血与一腔孤勇的坚持还是在字里行间逸散开来。

其实这段话也是他一直信奉的科研原则。在这点上,叶长辉很敬重日本和俄罗斯的科研人员,钦佩他们身上的那种顽强、坚毅的科研精神。

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▲学校副校长虞晓芬看望叶长辉教授 (左二为叶长辉)

随着近年来这一领域在国外逐渐兴起,国内也开始重视起来,说起国内目前的研究状况,叶长辉表示现今已有不少团队在研究,但是浙江关于这块的研究还相对比较落后。“咱们工大研究这个的就更少了,不过材料学院这两年在大力从海外引进人才,相信后续的研究人员会越来越多,2-3年之后我们就可以有自己交叉融合的团队了。”

谈及研究团队的组建计划时,叶长辉表示他的选人标准主要有三点。

首先考察对方的心思是否单纯,对科学是否有执着研究的精神、坚持到底的毅力和相信付出就会有回报的信念。“总结来说,就是要有对科研的赤子之心。”

其次,要有主动成长的意识,叶长辉直言任何人都会有惰性,但是一个人一定要有为自己人生负责的意识,叶长辉自己也会以身作则,以期能够达到共同成长的良好循环。

最后,他希望团队内部可以形成一个互补,因为这个研究涉及多学科的知识,因此选择合作人时也要考虑多学科人才,可以形成学科互补。

【大材之光·第4期 】叶长辉:痴心于用智能材料改变世界的材料人

▲叶长辉教授团队合影(左五为叶长辉)

除研究之外,叶长辉平时也有教学任务,“教学和科研又不一样,教学更考验我的表达和应对能力。”

在日常的教学活动中,叶长辉常常参考国内外的教学范例来充实自己。在他印象中,博士时期去德国交流的经历给他很大的教学启发。

通过长期的观察,他发现国外的教学模式在某些方面很灵活,比如教授们对学生不拘一格的教学方式,其中一位德国教授与学生一边小酌一边探讨学术问题的教学模式最是令他称奇。

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▲叶长辉教授指导学生

曾有访学经历的叶长辉在科研和教学方面都受到了国外教育模式的启发,研究思路也得到了极大转变,所以他十分支持学生们多出去走走。“去外面交流一趟真的可以学到很多,感受过大家都在努力的氛围,促使我们更加自觉去努力,甚至变成一份责任感和自尊,这些能让人更快地成长。”

除此之外,为了能和学生更好地交流,更贴近学生,私下里叶长辉还会对着镜子练口语、练表情,这也成为了叶长辉日常生活的一部分。

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▲叶长辉教授代表学院参加学校运动会

闲暇时叶长辉喜欢通过走路、跑步等方式来加强锻炼,以前在中科院的时候喜欢打篮球,现在有时会和学生一起打羽毛球。这些运动不仅可以锻炼身体,也为建立良好的师生关系打下了坚实的基础。

目前日常活动中叶长辉参加的学术会议比较多,和企业接触也比较密集,这有利于他收集学科前沿第一手信息,他还会经常做一些调研,了解行业的盲点。用他的话来说就是:“既然做了就做到底,做科研就是一步一个脚印才能走得远。”

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