发布时间:2025年03月04日 来源:
在转型独立科研工作初期,第七届青托入选者西南交通大学刘俊杰经历了青年学者普遍面临的定位挑战。如何构建具有延续性的研究方向?如何在学术价值与个人特色间找到平衡点?怎样在继承博士研究基础上实现学术突破?这些关乎科研生涯走向的关键问题,曾让他在选题论证与方案设计间反复权衡。转机出现在获得中国科协青年人才托举工程支持后。受益于托举工程的托举导师指导机制,以及学会举办的丰富多彩的青托系列学术活动,他逐渐拨开心中的迷雾,计划以软材料穿刺力学为重点开展后续的研究工作。
穿刺作为典型的材料接触破坏行为,一般指尖锐物体刺入材料表面并引发内部刺穿,最终导致材料断裂的破坏过程。这一过程蕴含多重力学机制:材料接触大变形、裂纹起裂与扩展、软硬界面相互作用、以及力-损伤-扩散耦合效应等。在关注软材料穿刺力学研究方向的初期,刘俊杰曾反复思考:这些复杂的力学机制研究究竟能为实际应用带来什么价值?
某次文献调研中,脑机接口领域的一篇论文引起了他的注意——研究者通过穿刺设备将微米级电极植入小鼠大脑,这一过程本质上正是软材料穿刺力学的典型应用场景。通过进一步的调研发现,诸如软组织穿刺活检,微针阵列贴片的新型药物递送技术等过程都涉及到软材料的穿刺。那么如何提高穿刺成功率和穿刺效率?如何减小穿刺过程中的组织损伤?微针阵列穿刺过程中微针间如何协同?对这些问题的认识不都是建立在对软材料穿刺力学机理的揭示之上吗?同时,穿刺本身可能成为软材料性能新的表征手段。穿刺力-位移曲线完整记录了材料从弹性变形到断裂破坏的全过程信息,通过逆向推导可提取弹性模量、韧性、强度、界面摩擦系数等关键参数。这对于难以制备标准试样的生物软组织(如脑组织、肿瘤样本)的力学性能评估具有重要价值。
他跟托举导师交流了自己的想法,导师针对具体的问题给予了针对性的建议。同时,他的托举导师还强调,解决基础力学问题固然很重要,但研究还要跟实际的应用相结合。既要埋头苦干,也要抬头看看,多跟临床相关医生交流,解决一些临床当中所面临的实际问题,或者发掘一些新的技术手段或应用。青托导师同时也鼓励他说,选择了一个科研方向,就要全力以赴地去做。有了托举导师的鼓励和肯定,他更加坚定了自己的想法。
当前,刘俊杰已经在软材料穿刺的实验、理论、模拟方面开展了研究了工作,取得了阶段性的研究进展。研究成果引起了国外相关领域专家的注意,双方进行了线上的交流和讨论。相关研究成果发表了科研论文10余篇,申请受理了一项中国发明专利,获得了四川省面上项目的资助,入选了四川省省级青年人才计划项目和西南交通大学“雏鹰学者”人才计划。
青年托举计划通过强化导师与青年学者的互动机制和开展系列针对性的学术活动,有效促进学术思想碰撞与研究方向凝练,助力青年科研人员拓展学术视野、锚定特色研究领域、产出重要的原创科研成果。
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