湯淵源在進(jìn)行溶液配制。

湯淵源（右三）在向?qū)W生講解晶體結(jié)構(gòu)。

　　打火機(jī)為什么能點(diǎn)火？聲音是怎么被器件捕捉和傳輸?shù)模砍暡ㄊ侨绾萎a(chǎn)生和被檢測到的？在探究以上種種問題時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，答案都離不開壓電體及其壓電效應(yīng)。

　　壓電體具有獨(dú)特的壓電效應(yīng)，當(dāng)表面受到壓力時(shí)能產(chǎn)生電荷，進(jìn)而傳輸信號，反之，在電場的作用下，材料會(huì)發(fā)生機(jī)械形變。湯淵源說：“壓電體作為機(jī)電轉(zhuǎn)換的功能材料，廣泛應(yīng)用于日常生活、醫(yī)療、工業(yè)、軍事等領(lǐng)域，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料之一。”

　　2024年6月，由鐵電化學(xué)學(xué)科創(chuàng)立者熊仁根院士領(lǐng)銜、湯淵源參與完成的“分子壓電體的鐵電化學(xué)設(shè)計(jì)”項(xiàng)目榮獲2023年度國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目涵蓋了團(tuán)隊(duì)在2017—2022年五年里的研究成果，研制出了多種具有易合成、柔性、輕質(zhì)、環(huán)境友好、良好生物兼容性等特點(diǎn)的新型分子壓電材料，主要包含了五篇代表性文章，湯淵源是其中三篇的共同第一作者，一篇的第一作者和通訊作者，對本項(xiàng)目的重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)有較大貢獻(xiàn)。

　　個(gè)人簡介

　　湯淵源，民進(jìn)會(huì)員，南昌大學(xué)國際有序物質(zhì)科學(xué)研究院教授。入選國家級青年人才計(jì)劃和第六屆中國科協(xié)青年人才托舉工程，主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和青年科學(xué)基金項(xiàng)目等科研項(xiàng)目。

　　攀登：從0到1求創(chuàng)新

　　“高中時(shí)，我們學(xué)校正門、圖書館等地方的門匾都是盧嘉錫先生的題字，好奇心推動(dòng)著我慢慢走近和了解這位中國結(jié)構(gòu)化學(xué)學(xué)科的開拓者和奠基人，自此一顆‘科研夢’的種子便種在了我的心里?！睖珳Y源說。上大學(xué)時(shí)，他就選擇了化學(xué)專業(yè)，并堅(jiān)定立志以后要“走科研的路”。

　　湯淵源相信勤能補(bǔ)“拙”。從本科開始，他就主動(dòng)找導(dǎo)師了解學(xué)習(xí)怎么做實(shí)驗(yàn)、做科研，寒暑假堅(jiān)持留校做實(shí)驗(yàn)，這個(gè)“傳統(tǒng)”伴隨他走過了碩士、博士階段，直至現(xiàn)在。

　　后來，湯淵源成為盧嘉錫參與籌建的福州大學(xué)與中國科學(xué)院海西研究院（福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所）的碩士聯(lián)培生，開始從事分子鐵電體的相關(guān)研究。2015年，他成功考上鐵電化學(xué)學(xué)科創(chuàng)立者熊仁根院士的博士。

　　“其實(shí)，自1880年壓電效應(yīng)發(fā)現(xiàn)以后，對分子壓電體的研究便迅速起步，但后來因其壓電性能太差，而逐漸被無機(jī)壓電陶瓷等高壓電性材料取代。在尋找具有柔韌性、生物相容性和生物降解性的壓電材料時(shí)，想到分子壓電體具有易合成加工、柔性好、輕量、聲阻抗低和良好的生物相容性等特點(diǎn)，十分符合這種目標(biāo)材料，分子壓電體便又重新回到了研究者的視野當(dāng)中?！睖珳Y源介紹，要深入推進(jìn)分子壓電體研究，必須首先解決橫亙在這一研究領(lǐng)域近百年的“卡脖子”問題——如何提高分子壓電體的壓電性能。

　　湯淵源說：“高壓電性材料一般是鐵電體，盡管鐵電物理從物理角度對鐵電性進(jìn)行了解釋，但并沒有指出如何尋找鐵電體?！睘榇耍苋矢菏苛肀脔鑿?，聚焦分子壓電體的設(shè)計(jì)合成和性質(zhì)研究，原創(chuàng)性地提出了鐵電化學(xué)，即從化學(xué)的角度設(shè)計(jì)分子鐵電體，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始了鐵電化學(xué)從0到1的創(chuàng)新，這一思路的轉(zhuǎn)變將分子鐵電體的發(fā)現(xiàn)從盲目尋找變?yōu)楹侠淼幕瘜W(xué)設(shè)計(jì)，開拓了科研的新領(lǐng)域。

　　如今，湯淵源仍然在熊仁根院士的團(tuán)隊(duì)中進(jìn)行研究，在這個(gè)團(tuán)隊(duì)中，他不僅完成了從學(xué)生到南昌大學(xué)教師的身份轉(zhuǎn)變，還參與了本次獲獎(jiǎng)項(xiàng)目中合成系列新型分子壓電體的眾多重要研究。

　　2018年，他與團(tuán)隊(duì)一起利用準(zhǔn)球型理論、手性引入等設(shè)計(jì)策略，使帶電分子基團(tuán)取代無機(jī)離子，研制出了世界首例無金屬三維鈣鈦礦鐵電體?！盁o金屬三維鈣鈦礦在保有鈣鈦礦材料高性能的基礎(chǔ)上，不僅具有一定的壓電性，還因不含金屬能夠減少重金屬污染，更環(huán)保、節(jié)能，為壓電材料提供了全新的材料體系?！睖珳Y源說。2019年，他們首次合成了具有準(zhǔn)同型相界的分子壓電固溶體，其關(guān)鍵壓電系數(shù)大幅提升，為分子鐵電壓電材料的科學(xué)研究與應(yīng)用打開了廣闊空間。

　　“解決了壓電性能差的問題，分子壓電材料將來一定大有可為！”當(dāng)前，相關(guān)研究仍在持續(xù)當(dāng)中，湯淵源說，“在醫(yī)療應(yīng)用方面，利用一些分子壓電材料制作出的可植入設(shè)備和人體匹配程度更高，信號也更清晰，并且材料是可生物降解的，它降解產(chǎn)生的小分子不會(huì)傷害人身，能很好地完成醫(yī)療任務(wù)?！?/p>

　　堅(jiān)持：踏平坎坷成大道

　　“我們是一個(gè)很有戰(zhàn)斗力的團(tuán)隊(duì)，目標(biāo)清晰、分工明確，從有一個(gè)核心想法到完成實(shí)驗(yàn)，每個(gè)人既能全程參與，又能在各自擅長的領(lǐng)域深耕，所以出成果也快?！睖珳Y源道出他們團(tuán)隊(duì)成功的秘訣。

　　在業(yè)界頂級刊物上發(fā)表論文是衡量科研成果的重要指標(biāo)之一，也是每個(gè)科研工作者的奮斗目標(biāo)。工作迄今，湯淵源以通訊作者或第一作者身份在《科學(xué)》《物理評論快報(bào)》《美國化學(xué)會(huì)志》《先進(jìn)材料》等多種頂級學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表SCI論文30余篇，榮獲多個(gè)重量級獎(jiǎng)項(xiàng)。

　　2017年，湯淵源信心滿滿地向《物理評論快報(bào)》投稿，結(jié)果兩位審稿人都給了拒稿，并反饋了一份十幾頁的修改意見。面對滿紙質(zhì)疑，他并沒有氣餒，而是重新泡進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，花了幾個(gè)月的時(shí)間，針對每條意見一條條去修改、測試，補(bǔ)充完善論文。經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)和修改，最終這篇論文順利發(fā)表。

　　除了項(xiàng)目的日常跟進(jìn)和論文起草，湯淵源主要負(fù)責(zé)壓電力顯微鏡（PFM）測試，經(jīng)常在電腦前一坐就是一天。他的深刻感受是，“成功來自堅(jiān)持、成果源自堅(jiān)持”。

　　科學(xué)想法常誕生于靈光一閃之間，而后需要反反復(fù)復(fù)地實(shí)驗(yàn)和測試來驗(yàn)證。2018年，團(tuán)隊(duì)正在攻克研制無金屬三維鈣鈦礦鐵電體的難題，湯淵源在進(jìn)行壓電力顯微鏡測試時(shí)發(fā)現(xiàn)，有塊微晶薄膜從順電相和鐵電相的結(jié)構(gòu)來推算應(yīng)該是有8個(gè)極化方向的，也多次觀測到了8個(gè)不同極化方向的鐵電疇，但那塊具有晶體取向的微晶薄膜理論上來說應(yīng)該只能觀測到4個(gè)極化方向的鐵電疇，這就存在著無法解釋的矛盾。團(tuán)隊(duì)聚在一起討論，甚至爭吵。湯淵源展示了他“軸”的一面，“但我們的確測到八個(gè)，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)！”為探明緣由，湯淵源就去查找相關(guān)的參考文獻(xiàn)，終于找到了兩篇文章使用“位錯(cuò)導(dǎo)致極化方向偏差”解釋了這個(gè)情況，問題便迎刃而解了。

　　湯淵源說：“實(shí)驗(yàn)中不符合預(yù)期或者失敗是常事，大家都有受挫和沮喪的時(shí)候，但熊院士經(jīng)常鼓勵(lì)我們，再堅(jiān)持一下，多點(diǎn)耐心，正是因?yàn)閳?jiān)持才又柳暗花明?！爆F(xiàn)在，湯淵源也用同樣的方法教導(dǎo)鼓勵(lì)他的學(xué)生，“科研路上難免有磕絆，理論上這個(gè)想法沒有問題，那就再多嘗試一下、堅(jiān)持一下”。

　　逐夢：把“路”走深、走實(shí)

　　作為一位“90后”教授、博士生導(dǎo)師，湯淵源不驕不躁，一直保持積極向上的態(tài)度?！拔疫€要努力攀登更高更險(xiǎn)的山，去領(lǐng)略更多的風(fēng)景。”他說。

　　今年，他們團(tuán)隊(duì)又在《科學(xué)》雜志發(fā)表了《具有大壓電響應(yīng)的可生物降解鐵電分子晶體》一文，開發(fā)出了具有高壓電響應(yīng)的可生物降解鐵電分子晶體，該晶體還兼具良好的生物安全性、生物相容性、生物降解性和生物傳感性能。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，具有如此優(yōu)異特性的分子鐵電晶體，有望在藥物輸送、自供電能量收集和組織再生等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

　　“科技創(chuàng)新不能只停留在紙面，科技成果要服務(wù)社會(huì)、服務(wù)高質(zhì)量發(fā)展，因此走出實(shí)驗(yàn)室、走向市場是關(guān)鍵一步?！睖珳Y源說，“下一步我們研究目標(biāo)就是盡快實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，將成果推向市場?！?/p>

　　目前，湯淵源所在的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)和國內(nèi)著名手機(jī)廠商達(dá)成了初步的合作意向，計(jì)劃采用本次獲獎(jiǎng)項(xiàng)目中研制出的晶體制作手機(jī)揚(yáng)聲器、指紋解鎖等部件，雙方正在全面對接技術(shù)參數(shù)當(dāng)中，以便加速推向市場。

　　2022年，湯淵源成為民進(jìn)會(huì)員。他說：“加入民進(jìn)是想反映科技教育界聲音，為江西科技發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量。”

　　2023年，湯淵源以科技人才的身份參加了江西省政協(xié)“我省留才、引才、用才相關(guān)問題和對策”課題調(diào)研座談，并積極建言獻(xiàn)策，他提出的多條建議被課題組采納，有力推動(dòng)江西省出臺人才引進(jìn)新政策。

　　面對外界的肯定，湯淵源始終保持謙虛的態(tài)度，他說：“作為科技工作者，我將繼續(xù)腳踏實(shí)地，深耕分子壓電體領(lǐng)域的研究，為科技進(jìn)步身體力行；作為民進(jìn)會(huì)員，我將繼續(xù)立足本職，積極參政議政，為科技進(jìn)步建言獻(xiàn)策，以實(shí)際行動(dòng)為科技進(jìn)步貢獻(xiàn)自己的力量?！?/p>