在江蘇師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院,陽光透過百葉窗,灑在徐美玲專注的面龐上。她正凝視著屏幕上二維鐵電材料的原子結(jié)構(gòu)模型,指尖在鍵盤上靈巧跳動,彩色的原子符號構(gòu)筑出一個又一個全新的晶體構(gòu)型。這是她和學(xué)生在《Nature Communications》上發(fā)表的最新成果,其理論模型已獲得中國科學(xué)院物理研究所實驗組的驗證與支持。
“材料性能的本質(zhì)差異,往往源于原子在晶體中的微妙排布方式,這種排布就像隱藏物性規(guī)律的‘密碼’?!毙烀懒峤忉尩?,“以石墨與金剛石為例,盡管兩者都由碳原子構(gòu)成,但由于原子構(gòu)型的不同,石墨在常壓下柔軟易碎,而金剛石在高壓下卻極其堅硬。我們的研究工作,就是借助晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測技術(shù)和第一性原理計算方法,作為‘解碼工具’,在復(fù)雜的原子構(gòu)型空間中探索和設(shè)計具有特定功能的新型材料?!?/p>
2018年從吉林大學(xué)博士畢業(yè)后,她便加入江蘇師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院。作為馬琰銘院士團隊培養(yǎng)的青年學(xué)者,她多年來專注于新型功能材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計和物性調(diào)控研究。如今在課題組中,她延續(xù)并拓展了博士階段的研究方向,依托導(dǎo)師團隊自主研發(fā)的晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測軟件,在數(shù)百萬種可能的原子組合中,高效篩選、精準定位那些具備特殊物性的候選材料,仿佛在廣袤的“材料空間”中捕捉一顆顆潛在的“珍珠”。
在徐美玲的辦公桌上,擺放著一張她與導(dǎo)師的合影。照片中,初出茅廬的她站在恩師身旁,眼中充滿了對未知世界的渴望與敬畏。如今,這份初心已悄然轉(zhuǎn)化為她對學(xué)生的悉心教導(dǎo)與科研精神的傳承。
“培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng),就像創(chuàng)制晶體的微觀過程,需要從最基本的單元入手,逐層夯實,最終塑造出堅實的學(xué)術(shù)根基?!毙烀懒崽寡?,“面對學(xué)術(shù)研究的開放性與不確定性,我更看重學(xué)生在探索中激發(fā)出的好奇心,在反復(fù)推演中培養(yǎng)出的科研思維與創(chuàng)新能力?!?/p>
在徐美玲主講的《量子力學(xué)》課程上,抽象的理論往往在她的生動比喻中變得通俗易懂。她用“舞伴間的默契旋轉(zhuǎn)”類比電子配對原理,用樂高積木現(xiàn)場搭建晶體結(jié)構(gòu)示意圖,將復(fù)雜的微觀概念可視化,激發(fā)學(xué)生的理解與興趣。
“學(xué)生要明白,科學(xué)研究的意義不僅在于掌握公式與定理,更在于探索自然規(guī)律與事物本質(zhì)。當他們親眼看到不同原子排列生成的立體光影模型時,會恍然發(fā)現(xiàn),物理的魅力就藏在這些微妙的結(jié)構(gòu)細節(jié)中。”她指著學(xué)生們搭建的晶體模型說。
陽光透過晶格間隙,在地面投下幾何光斑,宛若一場靜謐的科學(xué)藝術(shù)展,“破解結(jié)構(gòu)的過程,就像解開一個復(fù)雜而優(yōu)雅的謎題?!毙烀懒崛缡钦f。
如今,徐美玲培養(yǎng)的學(xué)生懷揣著對科學(xué)的熱愛與追求,已陸續(xù)前往香港理工大學(xué)、吉林大學(xué)、蘭州大學(xué)、北京高壓科學(xué)研究中心等高校及科研機構(gòu)繼續(xù)深造,走上更廣闊的學(xué)術(shù)之路。
“科研就像培育植物,需要耐心澆灌,也需要相信那些埋藏于‘土壤’中的結(jié)構(gòu),會在暗處默默生長?!彼f,“我們每預(yù)測出一個可能穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu),實際上都在為材料設(shè)計和理論研究提供一把可能打開未來之門的鑰匙?!?/p>
傍晚時分,實驗室內(nèi)的高性能計算集群仍在運轉(zhuǎn),新一輪模擬任務(wù)悄然啟動。徐美玲與她的學(xué)生,正繼續(xù)在理論的世界中探索材料的無限可能。

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