陆春华，光谱世界的“膜”法师

金凤

陆春华（中）在实验室指导学生陆春华(中)在实验室指导学生。

和往年一样，2021年暑假，南京工业大学教授、材料学院院长陆春华没有休息，而是选择留在实验室。不久前，他购买了四块太阳能电池板，并将团队开发的辐射冷却膜贴在上面，看看这种新材料能否冷却电池板，增加发电量，为下一步的中试做准备。让他兴奋的是“贴膜后，太阳能电池板的日发电量比以前提高了3%到5%”。前不久，陆春华获得第二届“江苏省建材行业十大科技人物”称号。从1998年到2021年，他周游了光谱世界，开发防激光玻璃材料，通过光转换促进植物生长，通过光催化降解污染物或产生氢气，将光谱材料的性能发挥到极致。和能够吸收激光的烧制玻璃。

说起陆春华的科研故事，就不得不提到一块他思考多年的特殊玻璃。这块玻璃对陆春华来说意义重大。那是他读研究生时成功烧制的第一块玻璃。它和其他玻璃一样清澈。不同的是，它掺杂了特殊的离子材料。经过1450摄氏度的高温烧制，冷却后可以吸收激光。也是从这块玻璃开始，陆春华与光谱材料结下了不解之缘。

陆春华与玻璃的缘分要追溯到1998年上半年的一天。当时，作为一名研究生二年级学生，他突然接到导师许仲梓的一项任务:开发一种中国前所未有的防激光玻璃材料。这是国内急需的一种物资，陆春华毫不犹豫地接下了这个任务。

但是我们应该从哪里开始呢？“当时，我对这种玻璃材料一无所知。它的原理是什么，如何设计？我没有经验。”陆春华说。

一无所有的陆春华选择了从研究文献入手。他找遍了当时南京的学校甚至整个图书馆，一无所获。于是，他去了北京国家图书馆，开始了“日出而作，日落而息”的阅读文学的生活。

那时候，陆春华住在大学同学单位的会议室里，每天坐在水泥搅拌机里。他第一个踏进图书馆，最后在门关上的时候走了出来。15天过去了，陆春华在图书馆翻遍了激光防护材料的文献，却几乎没有可供参考的文献。

即便如此，陆春华仍然没有放弃。他回到学校后，决定从最基本的彩色玻璃开始学习。“要吸收的激光波长是一定的，所以我从它开始，不断尝试哪个离子可以吸收这个波段的激光。”陆春华说。

一年半后，吃住都在实验室的陆春华几乎尝试了所有能吸收光的金属离子材料，包括二十多种过渡金属和各种价态的稀土离子。

直到1999年底的一天，实验室的显示屏保持直线“直线下降”一年多，该材料表现出良好的激光特征吸收特性。陆春华终于烧出了一块可以吸收激光的玻璃。突破性的进展让陆春华喜出望外，他通过调整材料配方和制备工艺，努力达到项目要求的万分之一透过率的严格要求。

发明可辐射制冷的纳米功能薄膜

“你想做什么科目？”我读研究生的时候，导师许仲梓曾经把这个问题抛给陆春华。他毫不犹豫地回答，“我想做一门有挑战性的学科。”事实上，在陆春华的科研生涯中，“挑战”从未缺席。成为硕士、博士生导师后，陆春华有意识地培养学生应对挑战的能力。

陆春华课题组最初的研究对象是玻璃材料。2012年，他突然有了一个特别的想法:有没有可能把玻璃体系的设计思路延伸到陶瓷基体上？

“玻璃烧到1400摄氏度是液体，陶瓷烧到1700摄氏度是固体，表现出更强的耐高温和抗激光能力。”基于这一现象，他发明了一种新型防激光透明陶瓷，并随即申请了国家发明专利，进一步拓展了学院的传统研究领域。

在课题组研究员倪亚茹眼里，陆春华总是有着无尽的想法和无尽的努力。激光吸收材料研制成功后，好奇心驱使卢春华做了更多的拓展:吸收光线后，材料积累了大量的热量。应该怎么做才能影响表现？材料吸收的光可以直接转化为光而不是热吗？

“想了想，更重要的是去做。”陆春华说。

2009年，陆春华开始尝试做选择性反射和吸收光的一体化功能材料。

“夏天很多建筑环境温度很高，需要空调制制冷，耗能很大。我们想开发一种降温材料，可以反射太阳光，通过大气窗口辐射红外线。但最大的困难在于一种材料的表面，很难同时具备高质量的光谱特性。”陆春华说。

他带着历届硕士、博士研究生，经过近十年的艰苦研究，成功地将材料内部的热能通过红外选择性热辐射传递到外部，发明了在太阳光下可以“散热降温”的纳米功能薄膜。由于材料特殊的分子组成和结构，实现了热能的辐射传递，其能耗为零。该成果申请了5项国家发明专利，在建筑新型内置百叶门窗系统应用技术开发方面取得了重要突破。

近年来，陆春华研究团队研发的辐射降温功能薄膜已经走出实验室，进入人们的日常生活。百叶窗、食品包装袋、化学品储存罐都应用了“膜法”。

具有“治愈力”的导师

陆春华课题组的研究生陈明学最近写了一篇辐射制冷材料的毕业论文。我读研究生一年级的时候，陈明学就开始和陆春华一起研发辐射制冷材料。虽然散热材料的效果很明显，但却“卡”在了最后一个环节:如何在作为基材的PET镀铝膜上牢固地结合几层微米厚的散热涂层。

因为这部电影很软，极难契合，陈明学很多时候都想放弃，但关键时刻陆春华鼓励他“不要放弃，你一定会成功”。最终，经过50天的绝望，陈明学迎来了胜利的曙光。

就读于公立学校的博士生戴宝英也有类似经历。2015年，陆春华带她研究如何通过太阳光光催化材料的氧化还原反应降解有机污染物，从而保护环境。

起初，戴宝英对该课题毫无头绪，这项研究一度让她无比痛苦。“走投无路”的时候，她会找陆春华聊一聊。

陆春华曾启发她:“太阳光中含有不同波长的光子，如紫外光、可见光、近红外光等。它们的能量是不一样的，但是现在人们用的更多的是紫外光和近紫外光，很多可见光和近红外光都不能用。能否吸收和利用所有的太阳光，利用风能和水流形成的机械能来提高材料的光催化性能，从而更好地降解有机污染物？”

“陆老师总是有很多奇思妙想，启发和激励我，很有治愈力。”戴颖说。

受陆春华的启发，戴宝英从藤蔓中找到了灵感。她将压电复合材料设计成螺旋结构，使其在风、水等自然流体介质的作用下发生形变，从而提供能量驱动自愈内置电场，实现光催化效率的不断提高。相关研究成果发表在《先进材料》《先进功能材料》等学术期刊上。

前不久，陆春华自己做了一块红色的透明玻璃。在他看来，每一块玻璃都有着相同的使命:不断鞭策和激励自己。他伤感地说，“总会有更好的材料供研究人员开发。”

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编辑王东彦·437408345@qq.com