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材子风华
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淬炼成“材”“料”琢成器丨2025届本科毕业生典型事迹(创新创业篇)②——鲁笑成
发布时间:2025年07月03日 14:47    作者:鲁笑成    点击:[]

个人简介

鲁笑成,中共党员,材料科学与工程学院2021级基地班本科生,任副班长一职,已推免直博至上海交通大学材料科学与工程学院,并成功申请到2025年博士生“致远荣誉计划”。在校期间,以独立第一作者身份发表JCR Q2分区SCI论文一篇,以共同第二作者身份发表SCI论文一篇,参与完成国家级大学生创新训练项目一项获山东省大学生工程实践与创新能力大赛一等奖、徕卡杯全国大学生金相技能大赛三等奖等,曾获山东大学学业奖3次)、山东大学特长奖6次),荣获山东大学2025届优秀毕业生、山东大学学生创新创业活动先进个人等荣誉

事迹陈述

科学家之梦如生命之种,自垂髫之年便深植鲁笑成的心田。爱因斯坦曾言“想象力比知识更重要”。当青衿学子踏入山大殿堂,他深知这恰是化知识为创造的关键跃迁。科研白纸何惧泼墨?初试啼声便投身雷达隐身项目,在碳材料的迷宫中探寻电磁波消弭之道。

初探科研:固废柳絮涅槃记

初入大学,从未有过正式科研经历的鲁笑成,却没有怯于开启自己的第一段科研历程。一次偶然的契机下,鲁笑成参与到了国家级大学生创新训练项目“校园生物质固废碳化制备雷达隐身涂层用高性能吸波材料”之中。柳絮纷飞本惹人蹙额,扫描电镜却现造化玄机。当春日的柳絮在扫描电镜下显露出天然多孔结构时,鲁笑成和团队研究者们忽然发掘了它的另一副面孔——那些曾被视作城市公害的飞絮,在生物亿万年进化的作用下,拥有着相当复杂的微观结构。巴斯德“机会偏爱有准备的头脑”在此应验——天然多孔结构经碳化涅槃,竟有望成电磁波耗散奇材。团队以另辟蹊径的心态展开攻关,通过大量碳基吸波材料相关文献的学习和总结,最终制定了两套以离子掺杂和高温碳化为核心的实验方案。然科研从无坦途,疏水特性如拦路虎横亘眼前:由于团队考虑欠佳,忽视了柳絮的疏水特性,使得离子溶液的浸泡掺杂几乎没有发挥效果。正当团队满面愁容准备推翻方案重做之时,某一次讲座中提到的“表面改性”一词忽然浮现在了脑海之中。“用乙醇破坏掉柳絮的表面疏水特性不就行了”。最终,两套实验方案顺利的进行了下去,团队成功制备出了镍离子掺杂且具有核壳微观结构的生物质碳基吸波材料。其在10ω%填料比例下,匹配厚度为1.65mm时,最大反射损耗(RLmin)分别在16.6和17.1GHz处达到了-50.66dB和-49.09dB,呈现出双峰吸收特性。该材料制备工艺极其简便,并且性能良好,为柳絮等固体废弃物的资源化利用构建了一个富有成效且经济实惠的范例。

再攀高峰:碳纳米纤维革命录

首战告捷未令其自满,“探索永无止境,前行方见真章”的箴言犹在耳畔。鲁笑成昼夜覃思间洞察生物质原料时令局限恐无望应用,遂将目光投向轻质高强高导电的碳纤维基材。然金属掺杂固有氧化桎梏,行业带宽瓶颈如达摩克利斯之剑高悬。目前制备步骤简单的碳纤维基吸波材料其带宽通常小于6GHz,且暴露在外的普通金属元素存在氧化失效的潜在风险。经过大规模的资料查阅和深思熟虑后,鲁笑成突然有了一个大胆的想法:通常用于做形状记忆合金的镍钛合金却有望作为吸波功能颗粒掺杂进入碳纳米纤维。虽然从未有研究者做此实验,但鲁笑成却并不惧怕未知,毅然展开了相关实验。在居里夫人“探索真理比占有真理更可贵”的信念指引下,镍钛合金跨界应用构想破茧。颗粒自催化生成多相带来介电损耗增益,自带磁性实现阻抗匹配调控。无独有偶,这次实验仍然遇到了挫折:传统比例的有机溶液加入颗粒后会形成较高粘度的固液混合物,这会导致静电纺丝时针头直接堵塞。虽遇坎坷,鲁笑成DMF增量与电压调整的独到策略终令纳米纤维翩然成膜。最终,NiTi-CFs被成功制备了出来。然科学女神总爱设障,10%填料比例竟现阻抗失衡以致吸波性能并不佳。费曼“科学是不确定性的艺术”于此彰显。鲁笑成却不惊反喜,立即制备了填料比例更低的测试环,其果然吸波性能绝佳,吸波带宽成功达到了6.1GHz,并且其极低的填料比例和较薄的厚度完美符合了制备轻薄高效吸波剂的初衷,恰合“四两拨千斤之妙”。随后鲁笑成又对材料展开了SEM、TEM、XRD、Raman、XPS等表征,全面分析了其微观结构、相组成、元素掺杂及官能团等信息,并据此对其介电损耗、磁损耗、空间干涉等吸波机理做了详细讨论。相关成果最终发表一篇SCI论文,为合成轻薄、高带宽、易制备的碳纤维基吸波剂做出了示范,具有较好的民用电磁屏蔽与军用雷达隐身应用前景。

科研哲思:破立之间见真章

鲁笑成科研征途的两次突破,恰似材料表征图中的两个特征峰,标记着这位青年科研者认知体系的跃迁轨迹。从柳絮碳化的师法自然到镍钛掺杂碳纳米纤维的突破思维,鲁笑成用本科四载光阴印证了黄伯云院士创新就是在0.01%的可能中寻找100%的执着的科研哲学。其成果背后,是无数次实验方案的迭代优化,是数十版论文草稿的反复打磨,更是学院厚德明理 博学笃行治学精神的具象传承。这些在扫描电镜下绽放的纳米之花,终将汇入我国新材料战略的星辰大海。

毕业寄语

在材料的微观世界里,每个缺陷都可能孕育非凡特性;在人生的科研长跑中,每次挫折都暗藏成长契机。愿我们永葆颠覆传统的思维,坚守攻关破界的勇气,在“双碳”战略与新材料革命的浪潮中,做既能沉潜实验室合成材料,又能利用先进科技做仿真的新工科人让山大人“家国情怀、担当精神、崇实品格、创新素养”的基因,在我们制备的每一种新材料中永续传承。


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