青春报国赤子心︱顾冬冬：回到祖国，是因为我需要祖国

编者按：负笈求学志，拳拳报国心。从李四光、程开甲等老一辈科学家开始，一代代学子海外学成后回国投身国家建设事业。为弘扬留学报国光荣传统，在习近平总书记给南京大学留学归国青年学者回信一周年之际，新江苏•中国江苏网特别推出“青春报国赤子心”大型融媒报道，聚焦留学归国青年，讲述他们生逢伟大时代，心系“国家事”、肩扛“国家责”的奋斗故事，展示他们报效祖国、服务人民的自觉追求。

利用激光3D打印技术，将高性能材料打印成复杂结构，应用到航空航天领域，解决先进飞机、卫星、火箭、深空探测器等航天器承受太空恶劣环境的“卡脖子”问题。南京航空航天大学材料科学与技术学院院长、教授顾冬冬从德国亚琛工业大学留学归国后，埋头增材制造（3D打印）研究，不仅创新性地提出了材料结构性能一体化的理念，还将科研成果应用到国家重大需求上，用实际行动将爱国之情、强国之志、报国之行统一起来。

“留学回国是不需要犹豫的”

2009年夏天，顾冬冬在南京航空航天大学读完博士，来到德国亚琛工业大学Fraunhofe（弗劳恩霍夫）激光技术研究所，开启作为“洪堡学者”的研究生涯。“‘洪堡基金’的申请竞争非常大，工程领域成功率只有7%。我研究的激光熔化3D打印技术就起源于这个研究所，我的导师还是所长。”

来之不易的机会，顾冬冬格外珍惜。留学期间，他整日泡在实验室里，熟悉各类装备，掌握工艺方法，理解科学原理，竭尽所能学习掌握全球最尖端技术。2011年8月底，学习期满，导师建议顾冬冬再做两年研究，他婉拒了。增材制造技术需要靠应用驱动，它的基础研究成果只有真正应用到实践中，解决实际需求，才有价值。“国家的航空航天领域正在迅猛发展，我需要祖国，才能将自己的所学在实践中检验。所以，留学回国是不需要犹豫的。”

回国后，他切实感受到自己的选择十分明智。“这十几年，国家在科研上的投入急剧增加，给了我们极好的研究条件。”看着学院实验室里的各类先进仪器，顾冬冬满是自豪，“这些仪器和很多全球领先公司的设备性能相差不大，甚至更好。国家还出台了一系列支持留学回国人员创新创业的政策，回国后可以大展拳脚，开展创新性的科研活动。”

“不断攻克核心技术高地”

如今，3D打印药品、服饰、汽车零件已不稀奇，它的特质是加速研发和生产，进行个性化定制。将3D打印技术应用到航空航天领域，是顾冬冬和团队一直从事的工作。“通常而言，航空航天装备，最大的需求是轻量化，也就是‘减重’，在追求材料轻量化的前提下，还要追求高性能，材料的强度要高、韧性也要高。我们研究的就是轻质高强的铝合金材料以及铝基复合材料。”

除了找到高强韧化的材料，团队还要通过激光3D打印技术，把高性能材料打印成一系列复杂结构。“航空航天装备需要向自然界中天然优化的生物结构学习，例如，要获得减震抗冲击的效果，就要去学习蜘蛛网的结构；要获得防热隔热效果，我们就去学习印度洋底一种麟角蜗牛的热防护盔甲结构。”

这些轻量化、高性能的结构研发出来后，被迅速应用到航空航天器上，解决了很多实际需求。“前不久，一颗卫星上需要一个既能耐高温，又要扛低温结构。当被太阳照到的时候是100多度，照不到的时候是零下100多度，温差非常大。通过这些仿生结构的设计与打印，就可以使构件能够承受这些恶劣的服役环境。”顾冬冬说，“我们要做的，就是这样一步一个脚印地不断攻克核心技术高地。”

除了应用实践，在基础研究方面，顾冬冬还创新性地提出了材料结构性能一体化理念。2021年，他所撰写的论文《材料—结构—性能一体化激光金属增材制造》登上《科学》杂志，期刊封面以“增材制造的一种综合性策略”加以推荐，同期《科学》主编以“跨尺度调控”为题作亮点评述，认为研究“变革了更为整体性的方法来优化金属构件”。

何为“一体化”？顾冬冬解释，传统的3D打印流程是设计结构、选择材料，用加工过程把它打印出来，最终获得性能。“这种串联式路线存在明显的问题，其中只要有一个环节出错，就得推倒重来。而实现了‘一体化’后，材料、结构、性能、工艺像拼图一样拼在一起，涉及要素可以同步设计、考虑和控制，很快能达到最终目标。”

这次论文发表的经历也让他对学术研究有了新的认识。“灵感很重要，这篇论文的灵感就是我从儿子的拼图游戏发散而来，生活中要注意观察，才会有新的发现。”顾冬冬说，做研究要以高标准要求自己，不放过每一个细节。“科研的创造力、想象力、理解力、表现力，需要我们平日进行积累和储备。”

“让马兰精神深入骨髓里、流淌在血液里”

2022年5月18日，习近平总书记在给南京大学留学归国青年学者回信中表示，生逢伟大时代是人生之幸，留学归国青年要心系“国家事”、肩扛“国家责”。顾冬冬第一时间学习了回信，非常振奋，也感受到肩上沉甸甸的责任。“习近平总书记在信中提到了留学归国青年学者要以李四光、程开甲等老一辈科学家为榜样，在海外学成后回国投身科教事业。在南航，我也是以马兰精神为引领，以‘由马兰而来、向马兰归去’的我校材料学院前院长、陈达院士为榜样，潜心科研，去克服一个个问题。”

2017年，顾冬冬去新疆马兰基地学习，在那里，他深刻感受到了马兰精神的深刻内涵。“在马兰基地，有骆驼草、白杨树和马兰花3种特有的植物。陈达院士丰富的精神世界里，融合了骆驼草的坚韧、白杨树的伟岸、马兰花的典雅，马兰精神早已深入到他的骨髓里、流淌在他的血液里。老一辈科学家求真务实、报国为民、无私奉献的爱国情怀和高尚品格，一直激励着我。”

面向未来，顾冬冬也做好了规划：“当前，我国的青年科技工作者迎来了创新驱动发展、科研报效祖国的历史机遇期，我们要紧密围绕国家重大需求和世界科技前沿，加快自主创新成果研发，勇做新时代科技创新的生力军和排头兵。”他始终牢记作为一名高校教师的职责，教书育人、为国育才。“让青年一代树立理想目标是重中之重，我们要多给学生讲老一辈科学家的故事，讲学院老院长陈达院士的故事，让更多青年一代坚定航空报国理想，奉献社会，让爱国情、报国心、科学志永远激荡在南航校园里。”

编辑: 周永金

来源：新江苏·中国江苏网