2024年8月27日,国际玻璃协会(ICG)2024年会在韩国仁川举行。会上,中国科学院上海光学精密机械研究所(以下简称上海光机所)研究员胡丽丽荣获国际非晶态材料领域著名奖项——N. F. Mott奖,成为该奖项自设立以来首位获此殊荣的中国获奖者。
今年1月,由于其在特种玻璃科学技术方面取得的突出贡献和研究业绩,经中国硅酸盐学会以及二位前国际玻璃协会主席的郑重推荐,国际玻璃协会组织专家评审,国际玻璃协会授予胡丽丽2025年度ICG(国际玻璃协会)主席奖,成为该奖1995年设立以来第三位获此殊荣的中国学者,前两位分别为上海光机所干福熹院士和中国建材集团公司彭寿院士。
对此,胡丽丽谦虚地说道:“这代表着我们团队在玻璃领域的研究工作得到了国际上的广泛认可。”
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“国家给了我们机会,一定要完成”
胡丽丽是国际玻璃领域公认的“杰出且令人敬佩的女科学家”,自1987年来到上海光机所干福熹院士和姜中宏院士门下读博以来,她就再未离开过上海光机所,也未离开稀土激光玻璃研究领域。
发展了传统发光理论和激光玻璃设计方法,完成多种高性能激光玻璃和光纤的研发;研发大尺寸激光钕玻璃批量制备技术并实现装置应用;实现10千瓦级高功率掺镱激光光纤等激光光纤的批量制备与应用……近40年的时光里,胡丽丽专注于高功率激光玻璃及激光光纤研发领域,她带领团队,不断挑战极限,完成了一个个看似不可能完成的任务。
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激光钕玻璃是一种含有稀土发光离子——钕离子的特殊玻璃,可以在“泵浦光”的激发下产生激光或对激光能量进行放大,是激光器的“心脏”,其性能直接决定了激光装置输出能量。在被称为“人造小太阳”的激光惯性约束聚变大科学装置中,激光钕玻璃一直发挥着不可替代作用。然而,由于尺寸大、性能指标要求极高,大尺寸激光钕玻璃连续熔炼技术挑战了光学玻璃制造极限。
为满足我国自主研发激光聚变装置的迫切需求,自2005年起,胡丽丽带领团队,从基础研究出发,对新型高增益激光钕玻璃研发、大尺寸激光钕玻璃批量制备涵盖的连续熔炼、精密退火、包边、检测四大关键核心技术进行了近十年的持续攻关。
2012年,团队攻克了连续熔炼工艺攻关中的重重难题,设计建立了激光钕玻璃连熔中试生产线,完成了大尺寸激光钕玻璃连续熔炼关键技术集成。最终实现了大尺寸激光钕玻璃连续熔炼工艺、测试技术、包边工艺、精密退火全链条关键技术集成和贯通。
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“我们是国际上唯一独立自主研发并掌握激光钕玻璃连续熔炼工艺技术的单位。在研发过程中,各个环节都出现过问题,但没有一个人打过退堂鼓。”胡丽丽说道,“这是国家任务,国家给了我们机会,我们一定要完成。”
抱着同样的信念,胡丽丽和团队出色完成了后续的高功率激光光纤研发项目,并承担了高纯石英玻璃等多项任务,其中多个工作已从实验室走向应用,服务于我国的基础研究和工业发展。
回顾多年的工作,胡丽丽说道:“材料研究必须以实现应用价值为导向,从基础研究出发,推进工艺优化,直至实现规模化制备,在此过程中,我越发感受到了科研的乐趣,也越发热爱我所从事的工作。”
传承创新,拓展新方向
自1964年上海光机所建所到二十世纪末,以干福熹院士、姜中宏院士为代表的激光钕玻璃团队,从零开始,先后研制了多种激光钕玻璃,为我国“神光”系列装置提供了核心工作物质。
进入二十一世纪,胡丽丽带领团队接下了交接棒,继续发展激光玻璃事业,并不断拓展新方向。
从激光钕玻璃,到光纤,再到石英玻璃,每一次“跨界”,都意味着新的挑战,但在胡丽丽看来,其中却有着内在的联系。
“激光钕玻璃本质上是掺稀土离子的玻璃,在此基础上,我们开始发展掺稀土石英玻璃,从而对石英材料有了理解,后面也自然而然地开展了高纯石英玻璃的研究。”胡丽丽说道,“从钕玻璃出发,再到石英玻璃,它们互为基础,也相互关联,形成了一个循环。”
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胡丽丽习惯了拥抱新技术,将最前沿的技术和方法应用于科学发现中。
近年来,大数据和人工智能以不可逆之势快速发展,也深刻改变了科研范式。聚焦玻璃的形成和结构及性能演化机制这一凝聚态物理领域中极具挑战的谜题,胡丽丽提前谋划布局,通过引进学科交叉领域的海外优秀人才,积极打造涵盖玻璃结构性能表征、分子动力学模拟、AI辅助建模的玻璃构效关系研究平台。
为了进一步加快玻璃构效关系平台的建设进程,胡丽丽带领年轻人多次走访相关单位,组织学术论坛,积极谋划相关平台的论证工作。
胡丽丽说道:“我现在62岁了,在65岁退休前,我希望能够搭建起这个集高通量制备、AI辅助建模、结构表征验证的特种玻璃材料构效关系平台,创新特种玻璃研发范式。”
做减法,让更多青年人成长起来
多年一线经历,胡丽丽深知人才培养和国际交流对于学科发展的重要性。
“干福熹院士和姜中宏院士是我的学术领路人。在做激光钕玻璃时,他们一直提醒我要重视基础研究,不断探索新材料。干福熹院士非常重视国际交流,在他的影响下,我得以接触很多国内外非常优秀的学者。”
自1997年以来,胡丽丽先后指导了87名研究生,并曾被评选为中国科学院朱李月华优秀导师,她带领的团队,也从当时的37人发展为如今的140多人。此外,作为中国硅酸盐学会特种玻璃分会理事长,她牵头举办了10余次全国性学术会议,并多次参与组织国际学术会议,促进了所在领域的国内外学术交流。
胡丽丽说道:“干福熹院士和姜中宏院士为我们团队奠定了非常好的基础,我们逐渐凝聚成了实干、团结、创新的团队精神,这也是我们能够在科研道路上不断攻坚克难的基础。”
在学生眼中,胡丽丽“勤奋严谨”“能把控大方向也注重细节”“有所为有所不为”。在胡丽丽的言传身教下,这个团队敢于仰望星空接下难题,也愿意脚踏实地埋头应对挑战。目前,团队平均年龄不到40岁,青年科研骨干在项目攻关中发挥了很关键的作用。
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和胡丽丽有着相似经历的郭梦婷对导师充满感激。2016年,郭梦婷成为胡丽丽的博士研究生,毕业后也留在了上海光机所。
2020年,胡丽丽把一项重要的课题交给了郭梦婷。这是一个非常难的问题,国内学界在过去的二十多年里都未曾解决,而他们需要在三年内完成任务。作为一名刚刚毕业的年轻科研人员,郭梦婷难免有些担忧。
“胡老师当时和我说,办法总比困难多,遇到了问题就开会讨论,大家一起想办法,一年后,就取得了初步的突破。”郭梦婷回忆道,“胡老师再次勉励我,这是起点,不是终点,要在现有基础上有所创新”。团队紧锣密布地开展机理研究、工艺试验和测试分析,实现了个别性能超过国际上的商业指标。
“这时候,胡老师提醒我们,要敢于挖宝,去做具有引领性的工作。”郭梦婷说道,“胡老师的这三句话,一直激励着我,把材料做得更专、更细、更好,能够成为胡老师的学生,我觉得很幸福。”
现在,胡丽丽依然保持着每天早出晚归,出差回来第一时间回实验室看看的习惯,但她也慢慢地,把接力棒交给了团队的年轻人。“我经常跟团队的年轻人说,我现在开始要做减法了,你们要成长起来了,应该不断的有新人出来。”
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