“功”在当代“力”向空天

陈璐

中华人民共和国成立70周年的国庆阅兵式上，现代化军种的新武器、新装备所展现的风采吸引了全世界的目光。而伴随共和国成长的中国航空航天事业也经历了60多年的风雨。60多年来，正是几代有着家国情怀、报国之志的中国航空航天人砥砺前行，让新中国的航空航天事业得到了飞跃式发展。

目前中国的航空航天技术已处于国际领先的位置，这又与航空航天材料的发展相辅相成。现在航空航天技术中被广泛应用的传感技术、数据存储、飞行器隐身、导航系统等无不存在着磁性功能材料多场耦合特性的身影。磁性功能材料在航空航天技术中所起的关键作用，不言而喻。南京航空航天大学航空学院教授、博士生导师易敏，多年来一直致力于功能材料应用力学和多尺度多场耦合力学领域的基础研究，其研究方向属于力学学科新兴交叉方向，并且具有较强的创造性和前瞻性。他的研究成果已在Nat Commun， Phys Rev Appl， npj Comput Mater， J Mater Chem A， Acta Mater等期刊上发表SCI论文50多篇，论文累计引用1800余次，取得积极成果。

热血青年 专注之心

2003年10月，中国“神舟五号”载人飞船的发射，标志着中国成功掌握了载人航天技术，成为中国航天事业发展史上重要的里程碑。

这件事的成功不但在全国引起了轰动，也深深地让当时还是高中生的易敏感到震撼。“这让我觉得航空航天是一个非常神圣并且充满激情的领域，再加上高中的时候本身对力学感兴趣，还参加了物理奥赛，这让我对之后探索力学与航空航天产生了更加浓厚的兴趣。进入大学才发现，力学其实是一门独立的学科，并不隶属于物理学科，有一套独立的理论体系和方法”。有了兴趣的指引，加之依靠自己的努力，2006年易敏以工程力学为第一志愿，被北京航空航天大学（以下简称“北航”）航空科学与工程学院录取，迈出了他在科研领域的第一步。

不积跬步无以至千里，成功都是从一件件小事积累而起，筑起知识的大厦就更需要日积月累。在本科的4年中，易敏不断地充实自己，获得过包括中国力学学会全国徐芝纶力学优秀学生奖在内的多种奖项和荣誉。2010年本科毕业后他选择了继续留校直博深造，走上了科研之路。

在北航攻读博士学位期间，易敏在导师的指导下以及多次的实验研究中发现，可以将工程力学应用于低维功能材料的制备，在国际上率先提出并发展了高压驱动和搅拌驱动流体制备低维功能材料的两种高效方法及工艺，并结合力学理论分析及计算流体动力学阐明了制备的力学机理。他和导师提出的这种方法，得到了液相剥离制备低维材料领域的国际权威、爱尔兰都柏林圣三一学院的Coleman教授的认可，并认为这一方法在二维材料制备的简便廉价、规模化方面具有重要优势。

而在二维材料中，有一种被认为是未来革命性的重要材料——石墨烯，由于其应用广泛，在材料学、微纳加工、能源、生物医学等领域都可见其身影，而且石墨烯还具备优良的导热性能、力学性能等性质。易敏所研究出的方法有望使液相剥离制备石墨烯能够规模扩大至工业生产，实现低维功能材料的低成本、规模化绿色制备。

易敏关于制备石墨烯的广义力学方法的文章发表在Journal of Materials Chemistry A上，并多次入选ESI高引论文，得到了国际同行的广泛关注，正面引用达500多次，并且在RSC Advances上介绍了近几年发展起来的流体动力学制备方法。

因为热爱，所以专注。2013年，易敏前往德国达姆施塔特工业大学（T U Darmstadt）功能材料力学课题组交流学习，开启了他在力学与功能材料研究的新征程。

在德国交流期间，纯净的科研环境让易敏“思如泉涌”，他从实验研究转向理论计算研究，全身心地投入到磁性功能材料多尺度多场耦合力学的研究工作中，继续探索着功能材料的奥妙。2015年，易敏回到北航取得工程力学博士学位后，仍然不断攀登高峰，继续留在TU Darmstadt从事博士后研究，探索自己的边界。

博士后期间，易敏有幸参与到德国黑森州一项关于稀土永磁材料的重点项目研究中。在项目研究中易敏发现，虽然德国的稀土总量有限，但是他们非常注重充分开发利用及回收有限资源；而中国的稀土存储量虽然较为丰富，但很多仍停留在一些比较粗放的硬利润开发上。易敏和课题组成员们经过深入研究，最终提出了从微观到宏观上多尺度的计算方法和技术途径，揭示了磁性功能材料局部应变、微结构以及界面与其宏观性能间的关联，并预测稀土永磁材料在有限温度下运行的性能情况。博后期间，易敏参与了欧盟和DFG（德国科学基金）的多个重大项目，并自己主持了DFG项目和TU Darmstadt PMP项目。

忧思万千 前沿探索

敏于观察，勤于思考，善于綜合，勇于创新。易敏在功能材料力学领域取得的研究成果，吸引了南京航空航天大学（以下简称“南航”）对人才渴求的目光。2019年，易敏回国加入南航航空学院，任教授、博士生导师，并入选中组部第十五批海外高层次人才引进计划青年项目，继续在功能材料力学领域开荒辟土。

“目前国内外在磁性功能材料的先进制造，比如增材制造/3D打印等方面还刚刚起步，我希望能够结合自己已有的模型算法、软件方面的基础，做一个能够实现多尺度多场耦合力学研究的软件系统，以及在先进制造和航空航天等尖端科技领域做一些前瞻性的探索。”

谈及关于磁性材料用法用处的问题，易敏也提出了他的想法：由于磁性材料的性能高度依赖于温度，虽然在平常的办公环境下使用不会出现太大问题，但是到了太空中，急剧的温度变化都可能让磁性材料的稳定性产生巨大波动，从而影响器件的运行和数据处理，甚至产生严重后果。因此对于未来的研究方向，易敏提出了他的畅想，希望能够建立发展出一套多尺度多场耦合的计算方法或软件去实现不同温度下器件性能的预测，以及探索器件的新原理或者新的设计方法等。

除此之外，磁性功能材料还能应用于国防军事领域，易敏介绍道，一般军用存储器件的温度范围为-55℃？150℃，但是普通的半导体器件很难达到这样的范围，“很多磁性材料具有较高的居里温度，如果我们能利用磁性材料器件突破这个温度范围，那对于我国的国防军事发展将会是一个很大的突破。在航空航天领域，其实日本SpriteSat卫星和美国NASA发射的小行星探测器，已经尝试将低能耗磁存储器用上去了”。

国之栋梁，铸就大国之材。易敏在南航着手从事功能材料/器件和先进制造中的应用力学和多尺度/多场耦合力学研究，以及功能材料应用于先进/智能飞行器设计的基础研究，不仅回应了《国家自然科学基金“十三五”规划》对力学学科的优先发展，而且也响应了《国家中长期科技发展规划纲要》面向国家重大战略需求的基础研究。新时代、新征程，未来我国在航空航天领域的发展也会不断充满机遇与挑战。“鹰击长空，鱼翔浅底，万类霜天竞自由”。易敏已经准备好时刻出发，迎接挑战。

专家简介

易敏，工学博士，现任南京航空航天大学航空学院教授/博士生导师，中组部第15批海外高层次人才引进计划青年项目入选者，江苏省“双创人才”，南京航空航天大学“长空英才”。2010年、2015年在北京航空航天大学分别获得工程力学专业学士、博士学位，2013年至2019年在德国达姆施塔特工业大学交流学习，并先后任博士后研究员和项目负责人（PI）。主要从事功能材料/器件和先进制造中的应用力学、极端力学和多尺度/多场耦合力学研究，以及功能材料应用于先进/智能飞行器设计的基础研究。