陈焱:把“纸”从书本“折”进使用

陈焱:把“纸”从书本“折”进使用
科技日报记者 陈 曦“研讨折纸的人,首先得长个‘立体’的脑袋……不做点好玩的模型,怎样把学生‘骗’来,等他们到了实验室,就知道没那么幽默了……”近来,在天津大学机械工程学院教授、博士生导师陈焱作业室里,她一边给科技日报记者展现酷炫的折纸结构,一边恶作剧,爽快的笑声响彻整个房间。这位幽默的女教授,做的研讨也相同幽默,一门新式的前沿科学——折纸科学。经过折叠或许打开,让纸张的结构、形状、体积或表面积产生改动,然后使其能完结更多的功用。2015年,陈焱提出了全新的厚板折纸理论模型,完结了从零到一的理论立异,破解了厚板结构难以折叠,这个困扰科学界和工程界五十余年的世界难题,把折纸科学从理论“折”进了工程使用。最近,陈焱迎来了自己的“丰盈季”。在日前发布的第十六届中国青年科技奖、第二届“科学探究奖”两项大奖的获奖名单中,她都榜上有名。“稀里糊涂”走进折叠空间“我本、硕阶段的专业都是力学,等到了牛津大学读博时,我学的是土木工程专业,导师选的研讨方向是可打开结构,所以我就‘稀里糊涂’研讨起了组织和折展结构。” 说起开端入行,陈焱觉得有点小幸亏,“不过我之后的阅历没有什么特其他,便是很走运有时机一向在做自己感爱好的作业。”被陈焱寥寥数语带过的,是了不得的科研成果。其他学科的学者在研讨折纸时,一般假定纸张是零厚度的;但在实在的工程中,纸张的厚度是不能被疏忽的,这一厚度会形成结构严密折叠的困难。已有理论无法有用处理了这一问题,所以陈焱另辟蹊径,用空间组织替代球面组织,建立了全新的理论模型,从根本上处理厚板折纸的难题。“折纸是一类结构,大大小小的工程中都能够使用到它。”谈起折纸的使用,陈焱侃侃而谈,“比方航天卫星中的天线,其直径越大,功用就越强,可是怎么把几十米乃至上百米长的天线折到最小,再放到直径只需4.5米的火箭整流罩内,是航天打开结构设计的一个关键问题。”处理了厚板折纸难题的陈焱并不满足于已有成果,她常对年青的研讨者们说“要勇于跳出自己的学术舒适区”。她是这样说的,也是这样做的。2018年,陈焱开端带领团队开垦一块“荒地”——研讨具有大变形才能和超凡物理性能的结构资料。这项研讨有什么用呢?陈焱以飞行员的安全带为例,向科技日报记者解释道:“当飞机加速度十分大时,安全带就会由于受力而变得十分细,安全性和舒适性都会变差。咱们能够使用折纸结构,改动安全带全体结构中的资料散布,进步它的舒适度。”较真导师“害苦”学生在陈焱作业室的书橱里,摆放着各式折纸模型,这些“玩具”简直占了一半的空间。“我喜爱由爱好驱动的、朴实的研讨,一旦脑子里冒出了创意,我必定要想办法去完结或许验证它们,而这些玩具曾给我许多启示。”陈焱说,“从冒出一个创意,到建构初始模型,这个进程是很快的,而且是充溢高兴。不过,这个进程只占整个研讨作业的10%到20%,剩余很多的作业是单调的公式推导和理论收拾。这个进程仍是挺折磨人的,但咱们有必要耐得住,一丝不苟地完结每项作业。”陈焱曾领导完结过一个有关可展多面体的课题,一共耗时9年,从2010年到2018年,前后3个学生接力研讨,终才得以完结。现在回想起来,陈焱觉得,就算费时再久,也是值得的。“科学容不得大意,研讨更容不得半点大意。”她说。这份仔细,陈焱用在科研上,更用在带学生上。“做我的学生,挺‘苦楚’的。我不只需求他们给我一个成果,中心进程我也要他们清楚呈现,我对他们是全流程‘较真’。”陈焱笑着讲了一个趣事,“我曾发现一个学生在核算时用错了理论公式,我就让他用其他办法从头推导。成果,他用数值办法,不光没找到正确的公式,还发现了一个从前从未遇到的怪现象,所以不得不再换一个办法。很快,他找到了正确的公式,认为‘完事大吉’,却没想到我让他持续解这个题。由于我发现这个新办法,仍无法解释那个怪现象,就让他一究究竟。你能够幻想,学生其时欲哭无泪的心境。”陈焱曾写过一篇文章《给“抱负”建一个朋友圈》,在她“抱负”的朋友圈里,有四位“好朋友”——“赤子之心”“爱好热情”“结壮协作”“职责任务”。陈焱说,这是她的四位“老友”,她也期望把它们介绍给青年学者和学生。一线问答科技日报记者:您的作业室里摆满了儿子和家人的相片,感觉您是一位很注重家庭的人。其实女人从事科研作业,要面对的困难比男性多。比方,会面对生育的问题,您是怎么平衡这两方面的?陈焱:其实,只需进步作业效率,把时刻分配好了,彻底能够鱼与熊掌兼得。孩子小的时分,我在新加坡作业,基本上孩子去幼儿园和睡觉的时刻,我在作业,其他时刻我都在陪孩子。我形象最深的,是孩子两岁的时分,我和协作者使用时差24小时连轴转的写一本书,便是使用孩子不需要我的时刻。最终,咱们只用了半年多就写完了这本书。而且我做的大部分作业,都不会拖到最终,对惯例作业的组织有一个合理的预判,并尽量提前完结。因而很少呈现紧急状况,导致没有时刻陪同孩子。陪孩子玩,我觉得十分高兴,彻底不觉得累。现在儿子现已14岁了,我平常还会抽暇做做他的几许题。儿子假如发现我找到了更简洁的解题办法,就会自动找我商讨商讨。科技日报记者:您还从前参加湖南卫视综艺节目《天天向上》的录制,其时是什么状况?陈焱:这是一个十分特其他阅历。我其实平常是不看电视的,也不知道《天天向上》是一个什么样的节目。其时校园找到我、期望我参加节目录制的时分,起先我直接就婉拒了。后来校园领导和我说,这是校园重要的招生宣扬。所以,我就当作作业任务容许了,才有时机给电视观众科普了一下各式各样的折纸结构,而且才智了电视台节目幽默而辛苦的录制进程。

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