拟解决的关键科学问题例子

对于科学问题的把握，或者创新性是让很多基友都头疼的问题，也是写来写去都无法满意的，这个是本子的点睛之处。很多基友寄希望于自己的导师、师兄弟、同事或者朋友，个人认为这种作用是有限的，别人提供参考意见只能是在字句上，结构上和通常需要注意的普适性问题上提一些申请人可能没有注意的地方，对于科学问题和创新性方面的建议估计也是很难有有价值的建议，即使提了，也会和整个本子的思路格格不入。比如，有时候会提一些问题，让申请人都想要放弃当年申请，有绝望的心理。

个人认为，对于科学问题的把握，这种东西说不清，道不明，只能是自己体会，写出来后，让函评专家在字里行间感受到，捕捉到。这么说是不是觉得很难？确实很难，但是也不是无迹可寻，这个就是本文今天重点要阐述的地方。

科学问题从哪里来？申请人必须掌握自己所在研究领域雄厚的理论基础知识，雄厚的理论基础知识从哪里来？从自己所在专业的专业基础课和专业课中来。相信大家都知道一个事实，那就是在2005年前后，大多数的高校取消细分的专业，合并成大专业，比如材料加工领域的铸锻焊热处理专业取消后，合并为一个或者叫材料加工，或者叫材料成形。由此专业毕业的申请人，本来对专业课就不重视（考试成绩好不代表重视），之后读硕攻博走的比较匆忙，让这些理论基础的东西都荒芜了。如果参加工作转行了，那就更用不上了，如果是从事相关的工作，包括继续深造、搞科研，肯定得从头学。企业的人怎么说，看似啥都会，其实啥都不会啊！加上我们的培养中重视的看文献，很多导师甚至学长的经验，idea从哪里来，从文献中来，甚至建议只看外文的，不建议看中文的。有些期刊论文确实写得好，把研究的脉络写的行云流水，有框架，有细节，读起来确实让读者很容易进入前言，但是大多数写的还是不行的，东一榔头西一棒子的，不会对自己的研究有进益，读的多了反倒还会让自己产生厌恶之感！从文献中得到idea的大部分都是验证性的跟风科研，追逐热点，发文章有些好处，至于说贡献，也就是多了一篇文章而已，或者说帮人家把idea完善修补，进一步做了佐证而已。估计现在通过这种方式会越来越难了，因为现在都执行代表作，文章多了没有用，比如就3篇或者5篇，而且有些外文期刊发表费还死贵死贵的，在没有文章奖励的情况下，谁还去做这种出力不讨好的事情。那么发顶刊论文就得靠原创了，大多数情况下靠看文献的路子现在估计是行不通了。

简单的说教不如举例，来佐证为什么要掌握雄厚的理论基础。我们知道卢柯院士是发Science的专业户，为什么卢院士就能不断地有新的idea出来，如果大家有机会听卢院士的报告，就会有启发。前几年网上可以搜到，如果感兴趣的基友可以搜搜看。这里要说明的是与几篇Science有关的论文是如何获得思路的。

1、对于紫铜来说，纯度高，导电率高，但是强度低，要想强度高，又不影响导电率的方式，教科书里讲的合金化、热处理、过剩相强化都不行，卢院士作报告的时候说，那就考察一下，所有的强化方式里哪种还是我们没有注意到的，最后就发现了挛晶强化，大家都知道挛晶强化，强度是高了，但是很脆，一碰就裂，没有办法加工啊！但是对于导电率咋样？灵光乍现，可以试试！那就试试呗，如何获得铜挛晶，这个时候就要考验试验设计能力了，最后选择的是电镀的形式堆积，获得挛晶铜，最后测试导电率确实很高，强度高，导电率也高！

2、卢院士在新加坡访问期间，突然产生了一个想法，那就是大家都认为，金属材料的熔化都是从晶界开始的，那如果一下子给金属过热，是那种瞬间就超过熔点的情况，会是什么样的结果呢？据说，卢院士找合作伙伴很快的先用计算机模拟了一下，发现是从晶内开始熔化的！他很快就结束访问，回来后安排课题组进行调研，几乎是从能查得到的研究熔点的最早的论文开始，到他产生想法的当年，几乎是近100年吧，然后做了实验设计，制定了详细的试验方案，后来的结果大家都知道了。

3、纳米材料有奇异性能，但是大家制备的材料塑性很低，不如一般的金属材料。卢院士就选择铜作为研究对象，获得纳米铜，据把该问题作为博士论文的女博士讲，每天一到实验室就用手工轧机，轧啊轧啊，搞了4年多，终于成功了，展示出纳米铜有超塑性，据说这是第一篇Science。

4、纳米材料的一个致命缺点就是如何应用，想做结构材料至少现在还不现实，最多的是可以制备纳米线材。知道材料加工的基友应该知道，现在Science和Nature上流行的纳米材料是不能焊接的，一焊就玩完，所有的纳米结构就烧没了。卢院士说，总得给这个方向的材料找一个应用的地方吧，如果不能得到大块的纳米材料，那就先在碳钢的表面做做纳米化吧，同样的做了4年的博士没有丝毫进展，最后卢院士总结说，表面纳米化后，能使热处理的温度降低两三百度，这个可是不得了的事情。热处理温度降低，代表着节省水电，降低污染，绿色制造的PUWA，Science对这个情有独钟啊！这个是第二篇吧。

5、对于金属制品来说，服役一定的年限以后，要报废，对于废金属要分拣，搞分类，否则重新熔炼制备新的金属原材料，化学成分控制不住啊！那怎么办？卢院士提出素化材料，不通过合金化的方式提高材料的强度，那用什么呢？金属的晶体结构里讲的很清楚，金属一般是晶体，晶体是金属原子周期性排列，在排列时会有一些意外，比如某个节点处缺少了原子，或者是原子之间多了个原子；整列或整排缺失，有位错了；金属原子排列时一部分相对于另一部分有不同的位向，有了晶界。出现了这些晶体缺陷的话，晶体的畸变度增加，强度增加。那我们不添加合金元素，给金属材料制造晶体缺陷行不行，行啊，热处理，形变、电镀、快热快冷，等等，这就是金属材料的素化思想。

以上只是给大家举例，各个专业方向肯定有自己的专业基础课和专业课，科学问题其实就隐藏在里面，等着申请人挖掘和利用呢！

听卢柯院士的报告，稍微有点金属原子排列知识的人听了就能明白，对于专家教授来说，听了感觉热血沸腾，还可以这样做研究！大家觉得这样是不是就是很多知名教授介绍基金申请经验时说的，让小同行感觉有深度，让大同行能明白清楚我们要做什么？这就是本文想说的，经典的专业教材常备，没事了就多翻翻，科学问题不愁把握不住！

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