——记南京航空航天大学张助华教授

近年来，材料科学迎来了飞速发展时代，作为前沿科学，先进材料的创新与应用拓展从未停歇。研究人员发现，低维碳、硼和氮化硼材料对力、电、磁等外物理场作用具有奇特的响应，掌握响应规律是推动其在航空航天、信息、新能源等领域应用的关键。

南京航空航天大学国际前沿科学研究院副院长、国家杰出青年科学基金获得者张助华，瞄准这一国际学术前沿，将经典力学与量子力学结合，以乘风破浪会有时的决心，乱云飞渡仍从容的定力，笃信实干，披荆斩棘，并在低维功能材料物理力学领域迎来了多项重大突破。

执着于前沿科学

自从事材料探索以来，张助华自动屏蔽了假期两个字。作为教授，寒暑假本是闲暇的时光，但张助华却依然在实验室忙碌着。对他而言，假期是难得的自由时光，可以全身心的投入研究的课题，也可以更好的调动自身的灵动性，而实验室不仅是他的战场，还是他诸多成果的摇篮。

这座实验室就是南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室，它以南京航空航天大学力学、航空宇航科学与技术、控制科学与技术三个国家双一流学科为依托，面向国家航空航天等战略需求，结合现代科技的发展趋势，以先进飞行器为主要载体，以力学与控制、信息和材料等学科的交叉发展为特色，以原创性研究和系统集成为核心，主要从事结构动力学与控制、机械结构强度、振动利用与精密驱动、微纳系统力学和智能材料与结构等方面的研究。这里记录了张助华的探索过程，也记录了他一项又一项创新与突破。

合作提出了水伏效应。水吸收了到达地球表面70%的太阳能，比全球能耗高三个量级，但传统技术仅限于利用水的机械能。张助华与团队一起发现了液面沿石墨烯波动发电这一由双电层边界运动引起的新动电效应，研究成果显示，将石墨烯放在手机屏幕上，水滴在石墨烯表面滚动就能产生电，而且水滴运动越快，所产生的电量就越大;水自然蒸发也能发电，只要水不干、蒸发发生着就能持续输出伏级电压，将多个蒸发发电器件集成，就可以持续驱动多种日常电器。进而，他合作提出了通过碳材料与水相互作用，将雨滴、水波动、水蒸发和大气湿度等蕴含的能量转化为电能的“水伏效应”，开辟了利用太阳光热发电的新途径。

该系列发现被《国家科学评论》等评价认为“拓展了动电效应两百年的理论，并揭示了碳纳米材料新的应用”，“是奠基性的工作”等，引起了全球同行学者的广泛关注与跟进。

助力硼烯新物质的诞生。硼烯是由硼原子组成的类似石墨烯的单原子层晶体，但其晶格结构的确定和实验合成一直是相关领域的挑战。张助华合作提出了硼烯的合成方法，被录入“2019年材料设计路线图”，列为反映理论对创新发现的重要性的唯一举例，称“为硼烯提出了合成的途径”;准确预测了衬底上硼烯的晶格结构并揭示了其生长动力学机理，被发表在Science、Nature Chem.、Nature Nanotech.等上的独立实验分别证实，推动硼烯的研究热潮。

在相关项目的支持下，张助华构建出一套集成系统，还在进一步开发基于水/光伏效应研发规模化的产水-产电系统并推动应用。因水伏能源等在多个应用方面所展现出的良好前景，他牵头申报获批首个江苏省应用力学中心科技公共服务平台，为后续产学研融合发展打下了坚实的平台基础。

“你想成为怎样的人?”这个问题似乎困扰着每一个对未来充满期望的人，张助华用科研成果给出了答案。

目前，他已主持了一系列国家和省部级项目，创立江苏省应用力学中心科技公共服务平台。在Science、Nature Nano、PRL等期刊发表论文150余篇，被SCI他引9000余次，连续进入2020-2023年中国高被引学者榜单，获国家自然科学奖二等奖(序3)，中国力学学会青年科技奖，霍英东教育基金会青年教师奖，教育部自然科学一等奖等学术奖励。

”荣誉属于过去，科研重在未来。“所以，张助华始终以淡然之心，开拓创新，深耕前沿。

守护在教育事业

山以险峻成其巍峨，海以奔涌成其壮阔，力学学科的发展，从来都不是一帆风顺的，作为背后推手的科研人员，经历了几代的努力，才有了力学学科繁荣的今天。作为南京航空航天大学的教授，张助华深知：“每一代科研人，都有自己不同的使命，传承是力学学科发展的必然。”新竹高于旧竹枝，全凭老干为扶持。师者都希望青出于蓝而胜于蓝，张助华对此深有感触。

从学生到导师，张助华清楚的知道导师对学生的影响，是一点一滴深入心灵的。比如，“心静而致达，沉下心来做科研”就是深受其导师郭万林院士的影响和教诲。

于是，张助华养成了潜心思考，废寝忘食的科研习惯，“埋首科研的过程，是无法感受到时间的流逝的。”而张助华也将这种沉浸式科研精神，传递给了他的学生，他用实际行动，诠释了薪火相传的灵魂和内核。

“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。”当一个人选择科研，就选择了对未知的挑战。这个时候，自信是极其重要的。导师要让学生明白，失败的积累只是走向成功的垫脚石。当学生走进实验室，自信的求知欲会帮助他们更好的掌握知识，即便实验结果失败，也让他们知道自身的不足，这个过程是莘莘学子必须要经历的过程。张助华也曾经历过这样的“黑暗”时刻，但他告诉自己，“我可以，肯定能行。”于是，27岁成了副教授、29岁时成了教授，并入选国家高层次人才计划青年项目、获国家杰青项目资助。

失之毫厘，差之千里。“科学数据严谨不将就”，这是张助华告诉学生的最重要的守则。选择了科研，就选择了终身的奋斗。一时的松懈，就会导致整个科研结果的偏离。千里之堤，毁于蚁穴，在探索的过程中，每一项研究都是极其重要的。所以，张助华对学生的要求极其严格，“学术地基打得牢固，才能走得更加长远。”张助华希望用自己的方式，帮助学生少走一些没有必要的弯路。

有了方向，有了目标，张助华开始在教学方式中，寻求突破。引导学生思考，培养创新意识，以科研的实战经历，帮助学生体会科研的快乐。1983年出生的张助华，与学生的沟通极为顺畅，对课题的讨论，对前沿的探索，对未来的畅想，师生之间的对话是和谐而平等的。所以，在学生眼中，张助华是老师，更是朋友。

作为青年师者，张助华已经绘制了一幅未来的师者蓝图，即“令公桃李满天下，何用堂前更种花。”

无论是科研工作者，还是师者，张助华对自己，始终保持着高要求，即， 沉下心、敢想敢做、练就过硬本领，勇攀科学高峰，为实现中国科技的自立自强，不负韶华，砥砺前行。这，既是他的初心和目标，也是他对学生的期待。

这就是张助华，这就是中国的探索者。 (文/李杰)

人物介绍

张助华，南京航空航天大学国际前沿科学研究院副院长、高级人才办公室副主任、航空航天结构力学及控制全国重点实验室副主任;国家杰出青年科学基金获得者，入选国家高层次人才计划青年项目、JS特聘教授等。

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