[科学技术]摩擦这个“小”问题，他花20年琢磨出大门道

陈云飞教授指导学生在机械制造实验室做实验。回答者提供图片

最近，东南大学机械工程学院教授陈云飞在离子输运研究方面取得了很大进展，相关成果发表在《美国化学学会杂志》(jacs)上。

这是今年年初陈云飞领导的“声子转移理论与摩擦界面能量耗散模型”项目获得2018年国家自然科学奖二等奖后，他的团队获得的又一项重要荣誉。

早在原始社会，当我们的祖先学会钻木取火时，人类就开始处理摩擦。虽然对摩擦生热并不陌生，但到目前为止，人类还没有完全掌握摩擦耗能的机理，即摩擦过程中能量损失和热量传递的机理。

这正是陈云飞的研究对象，也是机械工程研究中的一个重要问题。围绕这个问题，陈云飞带领研究团队在这个领域努力工作了20多年。

仅摩擦学。

陈云飞与摩擦的命运始于他获得博士学位期间。

早在他的母校东南大学读博士时，陈云飞就和他的导师一起从事与摩擦相关的研究。1995年，陈云飞博士毕业后留校任教。留在学校后，他想继续跟随导师，做相关领域的研究，但导师选择了出国深造。

当时学校里没有其他人从事摩擦相关的研究。在科研上，没有前辈的指导；资金方面，支持力度不够。“连复制费都要我自己出。”。

但是困难并没有压倒陈云飞。他想到了申请资金解决资金问题。调整研究方向后，终于在1998年申请了国家自然科学基金，研究工作开始步入正轨。

回忆起这段艰难的时光，陈云飞感慨地说:“这是我人生中非常重要的转折点。”

正是这个转折点使陈云飞确定了他在摩擦学方面的研究方向。2000年赴美国加州大学伯克利分校进行交流学习，接触了国外在传热领域的研究成果，创造性地将摩擦和传热结合起来进行研究，为国内今后的研究奠定了基础。

“搞科研，不仅要有学术热情，还要有很强的心理素质。”陈云飞说，在过去20年处理摩擦学和传热问题的过程中，他曾数次深陷“障碍”之中，其中有些是科学研究上的困难，有些是管理上的困难。每当这种情况发生时，他会把他的问题放在一边，让他的思想去空，打一种中国传统太极拳或练一会气功，然后他会在他的情绪平静下来后回到他的工作中。

不要放过一瞬间的灵感

二十四年很快过去了，现在陈云飞已经从一个普通的年轻教师成长为东南大学机械设计专业的学科带头人。平日里，陈云飞的日程安排满是科研、教学和行政任务，几乎没有自己的闲暇时间。为了挤出时间做科研，寒暑假期间，趁着别人放假的时候，他泡在实验室里。“分神的时间真的不多，一定要抓紧。”。

多年来，陈云飞培养了一批优秀的毕业生。其中很多同学毕业后选择留在学校和他并肩作战，成为摩擦学和传热研究的骨干。

与学生讨论问题是陈云飞最喜欢的事情。在他看来，这种交流可以激发意想不到的灵感。2002年，该团队发现超晶格结构的最小正常热导率的条件源于一次讨论，这也是今年获奖项目的重要成果之一。

超晶格是指两种材料交替生长形成的周期性结构，是一种多层膜结构。每层材料的厚度控制在几纳米以内，并且具有非常高的界面密度。超晶格结构是否具有最小的正常热导率一直困扰着半导体制造业。

自2000年以来，陈云飞带领团队测试了80多种超晶格结构，但进展有限。在一次讨论中，团队中一名学生偶然提出的一个新想法让陈云飞觉得在理论上是可行的。

"这个想法是否可行将在验证后知道."陈云飞没有放过一瞬间的灵感，他整个寒假都在验证这个想法。经过几天的计算，他和他的团队发现这个想法是真的！

基于这一发现，团队改变了研究思路，利用分子动力学模型对超晶格结构进行了建模，最终在世界上最早提出了超晶格结构的最小正常热导率的条件。