《中国科学报》刊登中科院院士、我校郭万林教授人物事迹

发布时间:2017-12-12浏览次数:1622作者:王之康来源:中国科学报供图:审核:

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编者按:不久前,中国科学院、中国工程院2017年新增院士名单公布,我校郭万林教授当选中国科学院技术科学部院士。《中国科学报》于今日推出“大学里的新院士”专版,聚焦新科院士,刊登包括郭万林教授在内的部分院士的科研事迹,与读者共勉。

原文链接:http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2017/12/330320.shtm


郭万林 潜心科研四十载  争做一流科学家

■本报记者 王之康  通讯员 王伟 何彩俪


已入冬的南京并不像北方来得那么寒冷,宛在深秋的南京航空航天大学明故宫校园里,凉风裹挟着道旁的梧桐树叶,时升时落。


在这里,《中国科学报》记者第一次见到了郭万林教授——中国科学院今年的新科院士。他中等身材,穿着得体的西装和衬衣,两鬓有些泛白,语速一如他坚实而有力的步履,不紧不慢,却充满了逻辑。也许见过郭万林的南航学生都会像记者一样,自然而然地将他与“儒雅”联系在一起。但实际上,除了儒雅的外表和优雅的谈吐之外,郭万林更是一位潜心科研四十载、争做世界一流的科学家。

1981年,当郭万林进入西北工业大学飞机系学习时,正值“损伤容限设计”这一新的飞机结构设计概念在国际上发展的黄金时期,而我国则处于该领域研究的起步阶段。


郭万林说,早期的飞机设计理念是基于飞机部件上没有任何初始缺陷或裂纹存在这一假定。在读研究生时,导师给了他一份国外的研究报告,他对比分析其中的实验数据发现,仅仅厚度不同,含裂纹试样的承载能力就有几倍的变化,裂纹疲劳扩展寿命的变化则高达数倍甚至上百倍。后来通过不断研究,他在读博时就发现,使用三维约束参数的有限特性,可以把难以求解的三维问题简化成可以求解的问题,这让他在国际上率先获得了对三维弹塑性裂纹问题的理论解。


在理论突破的基础上,郭万林带领他的团队又经过二十多年的不懈努力,系统攻克了飞机结构三维损伤容限的关键技术,为我国研制成功损伤容限时代的先进飞机起到了不可或缺的作用。他所建立的三维弹塑性断裂理论也逐渐被国际学术界所广泛承认、大量大篇幅引用评价,并冠以“郭因子”“郭解”等。而这一技术创新,也使我国三维损伤容限分析达到了国际领先水平。


虽然在“三维断裂”领域取得了不俗的成绩,但郭万林并没有躺在“郭理论”的功劳簿上一劳永逸,而是一脚踏进微观世界,开创了纳尺度物理力学和纳智能材料器件研究的全新领域。


郭万林及其团队主要探索纳米技术如何向现代化的应用发展,特别是在航空航天领域的应用。他们研究发现,玻璃上单个原子层的石墨烯可以气流致生电,由此提出一种全新的无源气流流速传感机制;而对石墨烯中“书画势”和“波动势”的研究,更是被国际上评论为“拓展了动电效应数百年的动电理论,展示了自源器件和绿色能源的新途径”。此外,郭万林在该领域的研究成果还获得了2012年国家自然科学二等奖和2011年教育部自然科学将一等奖。


今年,郭万林团队与华中科技大学教授周军团队合作的一项研究成果还发表在了国际顶级刊物《自然—纳米技术》上。该研究发现,纳米结构碳材料表面发生的水蒸发能够在碳材料薄膜中产生电压。于是,他们借助于廉价的碳黑片层材料,利用水蒸发可以在常温条件下产生1V的持续电压。


“我们周围充满着能量,用蒸发发电不仅有望解决地球变暖的问题,还可以为污水处理提供一种新路径。”郭万林说,就在不久前,这项蒸汽发电领域的研究成果被授权发明专利。


在大学期间,郭万林由于成绩优异而获得了免试研究生资格,这在别人眼中求之不得的好事,但在他看来却有些不好受。

“这种感觉就像别人千辛万苦爬上华山,而我是被直升飞机扔上去的一样。”带着这种心情,郭万林开始广泛地学习基础理论,而这段经历也正为他日后提出“郭理论”打下了坚实的基础。


作为一名老师,郭万林从教至今共培养了36名博士,包括国家杰出青年基金获得者、国家优秀青年基金获得者、中组部千人计划入选者、全国优秀博士学位论文奖和提名奖获得者等,更有一批成为我国航空航天工业部门和高科技企业的中坚骨干。之所以会培养出这么多优秀人才,是因为他始终秉持“教授学生不仅教知识文化,更多的是传递精神”的教育理论,言传身教。


国家自然科学基金优秀青年基金(“优青”)获得者、南航航空宇航学院教授、博导郭宇锋是郭万林到南航后带的第一批博士生,他本科学的是飞行器设计,但在研究生阶段毅然进入了纳米世界。


“让我印象最深的,是郭老师对我的学术视野的开拓。”郭宇锋说,在郭万林的引荐下,他2003年有了去德国马普金属研究所学习一年的机会,“郭老师一直强调,一定要具备前沿意识,尤其搞基础研究,一定要走出去交流思想、开阔眼界。”


其实,对学生的教育和关爱早已融入了郭万林生活的点点滴滴。他时常晚上出差回到南京,但第一件事并不是回家,而是赶回实验室,与学生们交流参加会议时的所闻所感。至于深夜讨论实验结果和撰写论文,更是常有的事。


“知识固然重要,但学生们还要拥有踏实肯干、敬业上进的品质,才能在今后的人生中走得更高、更远。”郭万林说。


谈起这40多年的感悟,郭万林感慨自己赶上了时代:能够通过高考上大学,刚好赶上航空事业高速发展时期进入研究阶段做些有益的事,并在国家加强基础研究的时期加深研究的深度和广度。十九大以来,郭万林感到更该珍惜来之不易的新的建设强盛的创新型国家的时代,带领纳米科学研究所的师生们向世界一流的科学素质、研究水平、创新能力更加坚定地努力着。