郭万林：以赤子之心攀登科研高峰

王琴

“科学没有国界，但科学家有自己的祖国。”在每周的学术组会上，中国科学院院士、南京航空航天大学教授郭万林最常与师生们讨论的，就是“原始创新”“核心技术”。正是因为常怀一颗赤子之心，他才能在基础研究的道路上一往无前。

家国情怀是一种传承

1981 年，郭万林进入西北工业大学学习，遇到了他的学术导师和人生楷模——我国航空事业奠基人之一的黄玉珊先生，成为黄玉珊先生的关门弟子。黄玉珊先生14 岁考入中央大学，23 岁就获得美国斯坦福大学的博士学位。1940 年，黄玉珊先生获得博士学位后毅然回到了战火纷飞的祖国，担任中央大学教授。那时的中国正处于抗战最艰苦的时期，这是一种怎样的情怀，让一个风华正茂、意气风发的留洋博士义无反顾地回到连首都都沦陷了的祖国！黄玉珊先生一生航空报国的爱国情怀像一粒种子，在郭万林心中深深地扎下了根。

20 世纪80 年代， 正是国际航空界把断裂力学用于飞机结构损伤容限设计的黄金年代，黄玉珊先生为了促进损伤容限设计在我国航空界的应用，在西北工业大学专门成立了飞机结构强度研究所。

在导师的引导和鼓励下，郭万林在读博期间选择并攻克了三维疲劳断裂理论这一世界难题，毕业后以特邀专家的身份到澳大利亚蒙纳士大学工作，把西方国家使用的二维疲劳断裂分析方法和软件发展到解决三维结构问题。在澳工作期间，郭万林申请的国家自然科学基金委杰出青年基金获得批准，他便携家人回国。

作为一名科研工作者，郭万林深深地感到，只有把自己的工作和国家的需求紧紧联系在一起，自己的工作才有价值，自己的人生才有意义。

不畏难题，迎难而上

郭万林刚进大学不久，系主任带领新生第一次参观实验室。正当大家对一款大型试验机惊叹不已时，系主任取下上面的一根铁丝说，力气再大的小伙子也扯不断它，但是让力气小的女孩反复折它，就能折断。也就是说，航空材料光有强度是不够的，还得有抗疲劳性能。这就是郭万林第一次接触到的“疲劳断裂”概念。

飞机结构裂纹的演化和扩展关乎飞机的安全，国际上从20 世纪70 年代开始了损伤容限研究和设计。当时，国内的损伤容限设计刚刚起步，郭万林仔细研究能够获得的所有资料，发现仅仅是厚度不同，含裂纹试样的承载能力就有数倍的变化，裂纹疲劳扩展寿命的变化则高达数倍至上百倍。当时，国际上飞机结构材料疲劳断裂性能的试验标准、抗疲劳断裂分析和设计方法，都是建立在简化的一维、二维问题的理论基础之上。使用这些理论和方法，无法解释上述的厚度效应，更不能从实验室的材料性能数据预测实际三维飞机结构的疲劳断裂性能，不得不依靠大量的积木式的各级试验进行设计。认识到这种情况，郭万林选定了三维疲劳断裂为研究对象。经过深入研究，他发现，过去无法求解的三维弹塑性裂纹问题，可以通过一种方法转化为可解的问题，这就是后来被国际上称为“郭因子”的三维约束参数的有限特性，这让他在国际上率先获得了对三维弹塑性裂纹问题的理论解。

在理论突破的基础上，郭万林带领团队建立起一整套的飞机结构抗疲劳断裂设计方法，用于多种飞机型号的设计，并经受了我国自主设计制造的先进飞机型号的全机疲劳断裂试验的考核。三维疲劳断裂的评估结果与其后完成的全机试验结果完全一致，受到飞机研制方的充分肯定，被称为是该领域的重大技术创新。

经过20 多年的不懈努力，郭万林和他的团队系统攻克了飞机结构三维损伤容限关键技术，成果入编一系列行业手册，并已用于多个航空型号和国家重大工程。

做有原创性的基础研究

郭万林不仅与“三维断裂”结缘，还一脚踏进微观世界，在纳米科技领域干出了成绩。

1999 年，郭万林受聘为教育部“长江学者”特聘教授，到南京航空航天大学开展交叉学科前沿及其在未来空天技术中的应用研究，开辟了纳尺度物理力学和纳智能材料器件研究的新领域，创建了南京航空航天大学纳米科学研究所和纳智能材料器件教育部重点实验室，并任所长和实验室主任。

经过多年在纳米科技领域的持续研究，郭万林和他的团队在纳智能系统，纳器件原理设计和能量转换、能量耗散、驱动原理等多尺度、跨尺度物理力学研究方面做出一系列创新工作，部分成果获2011年国家自然科学一等奖和2012 年国家自然科学二等奖。

近年来，郭万林团队又在水伏科学这个流- 电耦合前沿科学领域不断取得重要进展。他们首次发现并可靠、稳定地实现了大气环境下水的自然蒸发在廉价碳纳米材料薄膜中产生持续的伏级电压或输出直流电流，数平方厘米的薄膜产生的电能已经能够直接驱动液晶显示器。水的蒸发无处不在，不受天气、时空的影响，而且可以结合风能、太阳能提高蒸发生电的通量。利用水伏效应，不仅可以发电，还能同时降温并产生纯净的蒸馏水，是一种解决电能需求、地球变暖挑战和可饮用水缺乏等人类重大问题的全新途径，一旦取得突破，具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。

“科研问题是永无止境的， 全世界没解决的难题，我们能否去解决？能否最先解决？”郭万林表示，做科研只有第一，没有第二，一定要做原创性研究。

教书育人，因材施教

“在大学，不仅仅是学习知识、解决问题，更重要的是要掌握学习知识的能力，能够提出实质性的问题，这样才能成长为具有国际竞争力的人才。”郭万林说，作为导师，自己必须不断地学习，因为培养的学生是面向未来的。一个好导师，不仅仅是爱学生，跟学生交朋友，好导师是有使命的，不是把学生引向自己走过的路，而是引向未来的路。

从教以来，郭万林培养了一大批优秀的学生，很多人已经成为航空航天、高科技和教育企事业单位的业务负责人、中坚骨干。郭万林也因此获得“学生最喜爱的導师”“江苏省十佳研究生导师”等称号。

（责任编辑：白玉磊）