看到《自然》雜志將自己的工作評價為“remarkable（杰出）”“highlight（亮點）”，李志明的心情反倒比較平靜。這與6年前他第一次在《自然》發(fā)表論文時的狀態(tài)截然不同。

“在科研路上，我經(jīng)歷過無數(shù)的艱難歲月，也有過一些自信滿滿的時刻，現(xiàn)在的心態(tài)則越來越平和。”接受記者采訪時，李志明講述了他從寒門學子成長為一名青年科學家的故事。

被《自然》“點贊”的工作什么樣？

2022年12月15日，《自然》刊文盤點了年度亮點新聞和觀點，從1月到12月，每月各遴選出一項引人注目的科研工作。

中南大學材料科學與工程學院教授李志明和德國馬普學會鋼鐵研究所執(zhí)行所長Dierk Raabe等研究人員合作發(fā)表的論文當選8月亮點工作。這篇論文報道了一種同時具有優(yōu)異軟磁性能和機械性能的多組元軟磁合金材料。

要弄清楚這篇入選《自然》年度亮點的工作做了些什么，就要了解長期困擾軟磁材料領域的一個經(jīng)典難題——軟磁性能和機械性能（強度和塑性等）像“魚與熊掌”一樣難以兼得。

軟磁材料是一類矯頑力低、容易磁化也容易退磁的磁性材料，應用于各類電能轉(zhuǎn)換設備中。對很多鋼鐵廠來說，制造硅鋼等軟磁合金材料堪稱“致富法門”，相對于普通鋼材，軟磁合金材料可以制造發(fā)電機轉(zhuǎn)子等核心部件，在市場上的地位完全不同。

“但是現(xiàn)有的軟磁材料，幾乎都有一個很大的缺陷——機械性能不足。”李志明向記者解釋，“這樣的材料，一方面很難加工成復雜特殊的形狀，無法滿足更高水平的產(chǎn)業(yè)需求；另一方面，使用壽命短，殘次品和報廢率都很高，造成了大量浪費，也給生產(chǎn)環(huán)節(jié)帶來很大損失。”

難題的關鍵在于，絕大多數(shù)提高材料機械性能的方法都會降低材料的軟磁性能。為了突破這個難點，李志明和合作者開發(fā)出一種包含5種元素的Fe-Co-Ni-Ta-Al多組元合金，通過獨特的結(jié)構(gòu)設計和機理優(yōu)化避免了兩種性能之間的沖突。

“他們的研究獲得成功的一個重要因素在于，多組元合金中的多種組成元素允許不同的甚至經(jīng)常相互沖突的性能分別優(yōu)化，這對僅由一或兩種主要元素組成的合金來說極其困難，甚至壓根不可能實現(xiàn)。”世界著名合金專家、美國能源部橡樹嶺國家實驗室主任Easo P. George在《自然》上撰文評價道。

George表示：“我認為，這項研究成果將推動軟磁材料性能的進一步改善，可能支持電機和電子設備進一步小型化并提高效率，從而實現(xiàn)新技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的目標。”

知道的東西越多，未知的也越多

李志明上一次在《自然》發(fā)表論文是在2016年。當時他正在德國馬普學會鋼鐵研究所從事博士后研究工作。

2014年底，28歲的李志明從上海交通大學博士畢業(yè)后遠赴德國，開展博士后研究。12月的杜塞爾多夫市夜長晝短、陰冷多雨，他不熟悉這里的氣候，初來乍到就被淋成了落湯雞。這與他之前在美國加州大學戴維斯分校博士聯(lián)合培養(yǎng)時，當?shù)乜偸顷柟饷髅牡奶鞖庑纬甚r明對比。

正式入職馬普學會鋼鐵研究所后，所見所聞在他內(nèi)心引起了巨大波動。在名聲顯赫的“馬普所”中，鋼鐵研究所雖然只是個由三四棟小樓組成的規(guī)模較小的研究所，研究人員加起來只有200多名，但這里很多人都有極高的學術(shù)造詣，都在追求非常前沿的科學目標。走進實驗室，各種高端設備令人目不暇接，而且全部向研究人員開放，但此時，其中很多高端設備他還不會操作。

“就像掉進一個閃閃發(fā)光的寶庫，卻發(fā)現(xiàn)自己搬不動這些寶藏。”李志明別無他法，唯有學習。一周7天，從早到晚，他常常不是設計研究方案開展實驗，就是請所里的技術(shù)人員給自己培訓。這些技工都是當?shù)厝?，為了跟他們更好地交流，李志明自學了一些德語。“我其實只會那么幾句，打招呼、感謝，但都運用得淋漓盡致。”他笑著回憶道。

就這樣過了大半年，他掌握了絕大多數(shù)實驗技能和分析手段。“從這時起，我開始有了一點自信。”

到了第二年，這種自信進一步提升。這一年，他發(fā)表了人生中第一篇《自然》論文，既是第一作者也是并列通訊作者。不久之后，他又在鋼鐵研究所里成立了自己主導的研究組。

“我通過不斷學習，掌握了一些新的研究技能，同時在主持研究組各項工作的過程中鍛煉了組織協(xié)調(diào)能力，因而有信心做出更多高質(zhì)量的研究工作，并提高研究組的國際影響力。讓我敬畏不已的Dierk Raabe所長，在我剛來時就把我當作一個成熟的合作伙伴……”李志明說。

但是隨著知識和視野的進一步開闊，他發(fā)現(xiàn)“知道的東西越多，接觸到的未知也會越多”。

當前材料科學與工程領域中不斷有新理論、新方法和新技術(shù)涌現(xiàn)，也有很多重要科學問題和技術(shù)難題亟待突破，這讓他學會用更客觀理性的目光審視自己、審視未來的道路。

2017年，他赴德后第一次回國探親，吃到了久違的家鄉(xiāng)美味，讓他油然而生一份“莼鱸之思”。

同時他目睹了國內(nèi)在先進金屬材料科技領域的快速發(fā)展，認識到國家科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需更多青年科研人員參與，也感受到國家對青年科研人員開展前沿研究工作的支持，回國這個念頭在他心中越發(fā)堅定。

2018年9月，他作為特聘教授入職中南大學，建立“先進多組元合金”研究團隊，同時還保留了馬普學會鋼鐵研究所的研究組客座組長身份，持續(xù)推進國際合作研究。

夢和希望開始的地方

李志明的家鄉(xiāng)，在湖南省平江縣的一個小鄉(xiāng)村。在他小時候，這兒是貧困縣里的貧困村。但不管條件多么艱苦，父母都盡一切可能支持他讀書。到高中階段，他差不多就是當年村里唯一的高中生了。

之后，他進入景德鎮(zhèn)陶瓷大學就讀材料工程專業(yè)。第一次走出家鄉(xiāng)，他濃濃的鄉(xiāng)音在同學間顯得格格不入。

剛開始，他不太敢開口，總是捧著書本默默地看。后來他為了能做兼職賺點生活費，開始苦練普通話，語言表達和溝通能力慢慢提高。

他還通過擔任班長，加強了和周圍同學的交流，鍛煉了組織能力。

由于經(jīng)濟拮據(jù)，獎學金就顯得尤為重要。“我必須保持不錯的成績，否則下個學期的學費和生活費都沒有著落。”他坦言。

大學畢業(yè)后，他到上海工程技術(shù)大學攻讀碩士學位。碩士期間他潛心科研，憑借不懈的努力和勤奮，在國內(nèi)外期刊上發(fā)表了多篇學術(shù)論文，申請到數(shù)項專利，其碩士學位論文還獲得了上海市研究生優(yōu)秀成果獎。

對那時的他來說，發(fā)表第一篇國際學術(shù)論文無疑是最開心的時刻之一。

“你能想象這種感覺嗎？只要通過自己的努力，付出時間、精力和思考，就可以揭示新的科學現(xiàn)象，創(chuàng)造知識并與國際同行分享，這是一種很棒的體驗。就好像突然從一個很小的入口，來到一個能與全世界連接的空間！”李志明興奮地說。

今天的李志明，已然是一位頗有建樹的青年學者。他從未向?qū)W生們提及過去的經(jīng)歷，怕顯得“太過說教”。“但我真的很想告訴這些孩子，你們選擇做科研，能夠心無旁騖地學習和創(chuàng)造知識，是多么幸福的事情。”他如是說。

面對未來，李志明有許多研究計劃。他坦言，即便是被《自然》“點贊”的這項研究工作，也存在一些不足。未來，他們會繼續(xù)優(yōu)化這種軟磁合金材料，并開發(fā)各種高性能多組元合金體系，推動新型合金材料產(chǎn)業(yè)化。

“一種新材料的出現(xiàn)，能讓很多過去實現(xiàn)不了的設計、創(chuàng)想變成現(xiàn)實，能推動很多新產(chǎn)品出現(xiàn)。歷史上，新材料甚至常常成為產(chǎn)業(yè)變革的先導。高性能金屬材料開發(fā)對我國高端制造業(yè)的發(fā)展意義重大。這是一項非常有意義的工作，我會繼續(xù)為之努力。”李志明對此充滿期待。（記者李晨陽）