80后博導余倩：打開電鏡下的神秘世界

「科學是不分國界的，但工程有國界。研究工程，就得明白，是為誰在研究。」因為這樣的想法，余倩從美國來到了西子湖畔的浙江大學。

余倩從事的是傳統金屬材料與力學性能的關聯性研究。內容是「運用多尺度以及原位電子顯微鏡技術，探索材料中結構與性能的關聯性，特別是結合位錯、孿晶等微米、納米級晶體缺陷的結構和運動行為研究與力學數據的實時變化，找到材料力學性能對應的本徵變形機理，為理解材料性能和未來材料的性能設計提供理論基礎」。

余倩說，聽著拗口，說直白些就是藉助先進的電子顯微技術，觀察不同狀態下，材料內部的原子結構變化與變形機制，尋找最適合的材料性能改良方法。「用世界最前沿的材料結構表徵手段，研究最傳統的結構力學問題。」

「這是一個神秘的世界。」她解釋，材料學是實用性非常強的基礎學科，觀察、研究材料的組成、結構、工藝、性質以及使用性能之間相互關係，可以為材料設計、製造、工藝優化及其合理使用提供科學依據。既是傳統學科，也是前沿科技，研究成果廣泛應用在國防軍事、航空航天和日常生產生活。

2014年，余倩回國加入成立不久的浙江大學電子顯微鏡中心，任浙大材料科學與工程學院特聘研究員，也是浙大當時最年輕的80后博士生導師。

1984年出生的余倩，在重慶綦江松藻礦務局廠區度過了自己的少年時光。在報考西安交通大學后，僅僅因為招生簡章上「材料學」專業被排在第一，她便誤打誤撞進了這個相對生僻的學科領域。

余倩說，進校后才知道「材料學」是西安交大的王牌專業。儘管誤打誤撞，但之後，她的興趣還是慢慢集中到這一領域。

2008年，在西安交大讀碩期間，余倩第一次接觸到「原位力學性能」。碩士畢業，她獲得了美國加州大學伯克利分校的全額獎學金，赴美國留學后在2012年拿到博士學位，此後又在美國勞倫斯伯克利國家實驗室等科研機構做博士后研究。2014年，她入選國家「青年千人計劃」，回國加入浙大電鏡中心。

余倩告訴青年報·中青在線記者，原位技術給傳統金屬和結構材料的力學性能研究提供了非常好的方法和手段，解決了許多以前沒法理解的問題。「因為這樣，基於原位技術的力學性能測試和微結構觀察相結合的技術也應運而生」。

余倩的主要研究包括先進鈦合金、鎂合金以及高熵合金等金屬材料的微觀結構，觀察、建立這些金屬材料的結構與性能之間的關聯，探索提高它們性能的新途徑。

第一次接觸原位，讓余倩很是興奮。「當時課題很火，因為可以定量描繪力學曲線，觀察缺陷運動。」她實時記錄力學響應，並且與結構一一對應起來。

她舉例，鈦合金中，極微量氧元素的添加會引起異常顯著的強化效果，而這一現象用傳統的固溶強化理論卻無法解釋。「但通過對含氧量不同的鈦合金進行原子級的缺陷表徵和原位透射電鏡下的力學測試，發現氧對鈦的強化得益於氧和螺位錯的特殊作用，這恰恰與對稱彈性理論中認為點缺陷與螺位錯沒有相互作用的觀點相悖」。

「金屬學也是一個傳統的學科，但由於材料本身的體系複雜和傳統試驗技術的限制，金屬的許多本質機理還沒有被完整清晰地認識。」余倩解釋，正確認識顯微結構和材料力學性能的關聯性，這是推動材料性能優化和研發新材料的關鍵。

回國后，余倩將原位力學表徵技術又運用到了高熵合金等新興結構材料的前瞻性研究，並與研究所一起，解決了一系列材料中微結構和力學性能的關聯性問題。她已30次受邀在國際會議與國際知名高校作學術報告，她的《鈦合金中孿晶變形的尺寸效應》作為重要研究結果入選高等學校十大科技進展。2016年，余倩獲得了「求是傑出青年學者獎」。

余倩明白，高速發展的高科技工業，製造業和國防軍工業給先進金屬材料發展提出新的要求。「如航空航天發動機研製、開發都取決於這些關鍵材料的研究水平」。

「在這些高科技研究領域，與發達國家相比存在明顯差距。」她認為，其中關鍵是仍未掌握這些高性能合金材料的成熟製備技術和工藝，「而本質是無法清晰認識材料微結構和力學性能的關聯性，導致在材料研發製備方面欠缺理論指導」。

余倩說，這是目前制約這類關鍵性戰略材料發展的瓶頸性難題。她希望能攻克這些難題，並在電鏡下，去探索和解決一個又一個的新問題。