公布了2018年“35歲以下創(chuàng)新35人”（Innovators Under 35 China）中國區(qū)榜單。從榜單中，我們看到更多中國創(chuàng)新科研力量的崛起，也看到跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、并且對落地應(yīng)用有更強(qiáng)烈企圖心與使命感的科研創(chuàng)新，這其中涵蓋人工智能研究與應(yīng)用、NLP、腦科學(xué)、新材料、新能源、生命科學(xué)、生物科技、自動駕駛等多個不同領(lǐng)域。我們將陸續(xù)發(fā)出對35位獲獎?wù)叩莫?dú)家專訪，介紹他們的科技創(chuàng)新成果與經(jīng)驗(yàn)，以及他們對科技趨勢的理解與判斷。

關(guān)于Innovators Under 35 China榜單

自 1999 年起，《麻省理工科技評論》每年都會推出“35歲以下創(chuàng)新35人”（Innovators Under 35 China）榜單，旨在于全球范圍內(nèi)評選出被認(rèn)為最有才華、最具創(chuàng)新精神，以及最有可能改變世界的 35 位年輕技術(shù)創(chuàng)新者或企業(yè)家，共分為發(fā)明家、創(chuàng)業(yè)家、遠(yuǎn)見者、人文關(guān)懷者及先鋒者五類。2017年，該榜單正式推出中國區(qū)評選，遴選中國籍的青年科技創(chuàng)新者。新一屆榜單正在征集提名與報名，截止時間2019年5月31日。詳情請見文末。

世界上強(qiáng)度最強(qiáng)的材料是什么？高純鋼？鈦合金？碳纖維？不，人類已知抗拉強(qiáng)度最高的材料，是碳納米管。

碳納米管的密度只有鋼鐵的1/6，但強(qiáng)度卻可以達(dá)到它的100倍以上。此外，與常規(guī)用于制造大規(guī)模集成電路的硅相比，碳納米管還可以攜帶比硅多得多的載流子，并可以更快地散熱，從而也可以用于制造高性能的碳基半導(dǎo)體。

因此，碳納米管是一種潛力巨大的下一代超級材料，是未來超強(qiáng)材料和碳基半導(dǎo)體的核心，可以用于制造航空天梯等許多我們現(xiàn)在的世界還不存在的產(chǎn)品，在航空航天、超級建筑、高性能防彈衣、透明顯示器、高性能芯片等領(lǐng)域，有著廣泛的應(yīng)用前景。

然而，如果想要充分發(fā)揮碳納米管纖維的力學(xué)性能，真正成為改變未來的超級纖維材料，就必須讓直徑只有1-2納米（約為一根頭發(fā)粗細(xì)的好幾萬分之一）的碳納米管，生長到厘米級、分米級甚至米級的長度。如果達(dá)不到這樣的宏觀長度，在拉力的作用下，碳納米管纖維就很容易產(chǎn)生相互滑移，甚至從缺陷處斷裂。而且，作為一種單晶材料，碳納米管對于缺陷是十分敏感的。有效的碳納米管纖維，必須保證每一根碳納米管都在數(shù)億倍于自己直徑的長度上，維持完美的結(jié)構(gòu)。

因此，超長碳納米管的制備，十幾年來一直是國際公認(rèn)的難題。2009年，張如范正式成為清華大學(xué)化工系的一名博士生。從此以后，他開始了在碳納米管領(lǐng)域多年的研究歷程，并逐漸在這種超級材料的制備方面取得了多項(xiàng)關(guān)鍵的突破進(jìn)展。

現(xiàn)在已經(jīng)成為清華大學(xué)化工系教研系列助理教授、博導(dǎo)、特別研究員的張如范，1986年出生于山東聊城的一個普通農(nóng)村家庭。父母除了一直要求孩子們“堂堂正正做人，踏踏實(shí)實(shí)做事”以外，并未在他的學(xué)業(yè)上給予過多的指導(dǎo)。這種成長環(huán)境反而讓張如范養(yǎng)成了比較好的自我管理和學(xué)習(xí)的習(xí)慣，他從小學(xué)升到大學(xué)的學(xué)習(xí)成績一直保持優(yōu)異。

然而，他的成長道路并非一帆風(fēng)順。這期間，他經(jīng)歷過高考報志愿失誤而導(dǎo)致的復(fù)讀，也經(jīng)歷過對專業(yè)的彷徨，但他總能憑借自己的才智與毅力，更重要的是“不服輸”的堅(jiān)韌性格，戰(zhàn)勝困難，不斷前進(jìn)。2009年，張如范以專業(yè)第一名的身份，從中國石油大學(xué)（北京）保送到清華大學(xué)化工系攻讀博士學(xué)位，挑戰(zhàn)超長碳納米管制備這個國際難題。一開始，張如范的研究工作并不順利。在讀博的前三年，課題的難度給他帶來了巨大的壓力，也讓他一度感到心情非常郁悶。但不論任何事情，不論他感不感興趣，只要他選擇去做，就一定會盡力把它做好。經(jīng)歷過三年的困頓之后，他慢慢找到了科研的門路，發(fā)現(xiàn)了突破超長碳納米管制備的關(guān)鍵。通過對碳納米管的生長機(jī)理進(jìn)行深入研究，他突破了以往碳納米管制備技術(shù)的限制，在質(zhì)量、熱量和動量的傳遞都接近極限狀態(tài)的條件下，實(shí)現(xiàn)了上百億個碳原子的幾乎零缺陷自組裝，這種概率就好比做到了在全國十四億人口中，“壞蛋”的數(shù)量不超過兩三個。

（來源：張如范）

于是，他們在世界上首次實(shí)現(xiàn)了半米級長度的超長碳納米管的可控制備，并且證明了其具有完美的無缺陷結(jié)構(gòu)和接近理論值的優(yōu)異性能。這個長度，是當(dāng)時世界紀(jì)錄的近3倍。之后，他們又通過合適的處理，讓每一根碳納米管都保持了較好的結(jié)構(gòu)和排列，制備出了強(qiáng)度高達(dá)80GPa的超強(qiáng)纖維，其強(qiáng)度遠(yuǎn)超過世界上任何一種纖維材料。這項(xiàng)研究成果，被廣泛認(rèn)為是具有里程碑意義的突破性進(jìn)展，世界知名碳材料專家Rodney S. Ruoff 稱贊這項(xiàng)突破“架起了跨越碳管理論極致性能與宏觀碳管纖維實(shí)際力學(xué)性能之間巨大鴻溝的橋梁”。張如范認(rèn)為，科學(xué)研究不僅是一項(xiàng)職業(yè)，更是一種“探究未知領(lǐng)域、發(fā)現(xiàn)萬物規(guī)律、加深人類認(rèn)識、進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新、造福人類社會”的需要崇高使命感的神圣事業(yè)。2018年，在斯坦福大學(xué)崔屹課題組完成博士后研究的張如范，回到母校清華大學(xué)任教，繼續(xù)他的科研之路。目前他正從事納米碳材料和功能納米材料的研究，致力于更深入地探究超長碳納米管的生長機(jī)理，以期從方法論的層面實(shí)現(xiàn)大批量制備技術(shù)的創(chuàng)新。這是超長碳納米管研究的最后一道難關(guān)，一旦攻克，這種具有戰(zhàn)略層面意義的革命性新材料，就將成為又一個國之重器。