超硬材料网

田永君，燕山大学材料科学与工程学院教授、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者、“长江学者”特聘教授、国家“万人计划”百千万工程领军人才、洪堡学者、国务院政府特贴专家，2017年11月当选中国科学院院士。

从进入超硬材料研究领域的那一刻起，田永君就从来没有停下过钻研的脚步。经过十几年的专注研究，田永君及其团队啃下了一个又一个硬骨头。他们建立了共价材料硬度的系统理论，提出了理想单晶和多晶共价材料硬度的理论模型，解决了硬度定量预测这一难题；在设计出系列新型超硬材料的同时，实现了高性能超硬材料制备技术上的突破，合成出性能优异的纳米孪晶结构超硬材料，其硬度超过了天然金刚石，轰动了整个材料学界。
       不仅在超硬材料研究上有建树，在担任燕山大学材料科学与工程学院院长的17年里，他带领全院打赢了一场又一场攻坚战，把材料学院建设成为了名副其实的“五星级”学院，培养了一大批优秀科研人才。
       18年圆一个梦

       从1999年担任材料学院院长之日起，田永君就有了一个梦想，那就是要建设一个“五星级”学院。这之后的18年里，他始终以此为努力目标，从未懈怠。2017年11月，田永君正式当选为中国科学院院士，这不仅仅是他个人的荣誉，更标志着他的“五星级”学院梦最终变成了现实。
       1999年11月，刚回国一年的田永君当选为燕山大学材料科学与工程学院院长。当时的材料学院只有三十多名教师、学生也基本都是调剂来的。田永君上任之后就对国内高校的材料学院进行了广泛调研。经过深思熟虑，他在2002年提出了建设“五星级”材料学院的战略设想和目标。
       “五星级”是指要拥有一级学科博士点、博士后流动站、国家重点学科、中科院或工程院院士、国家重点实验室。实现这五个目标，对材料学院来说无异于脱胎换骨。这个想法一经提出，立刻在学院内部掀起轩然大波。很多人对他的想法不屑一顾，认为田永君这牛吹大了。有的老先生直言不讳地说，咱们能不能把目标定得实际一点，不要这样好高骛远。但田永君的脾气是，想好了、决定了的事，就会坚持做下去。
       为了实现“五星级”学院的目标，田永君首先要变革的就是学院的管理制度。他率先在材料学院实行了学术委员会制度。学术委员会由全体教授和各系的负责人组成，学院里的大事都要经过学术委员会充分讨论后投票决定，即使是院长的提议，如果不能说服学术委员会大多数成员，也不能形成决策；同时，凡是学术委员会讨论通过的决策和制度，学院领导和全院教职工都必须不折不扣地执行，毫无例外。学术委员会制度最大限度地保证了学院管理制度的科学、公开和民主。
       如今的材料学院共有专任教师七十余名，其中二十多人是学术委员会成员。教职工参与决策，使得他们更有归属感和责任意识，学院的发展更有向心力和凝聚力。学院的事不再是“公家的事”，在老师们的心里，学院的事就是自己的事。
       当年建设材料学院的三栋楼时，为了保证施工质量，学院的王明智老师经常盯在工地上，一边监督施工，一边提些意见，搞得施工队常常返工。后来，施工方领导和工人远远看见他骑摩托的身影就赶快躲起来。王明智老师用给自己家建房的责任心来监督学院的楼宇施工，所以材料学院和国家重点实验室所在的三栋楼是公认的高质量建筑。
       有了学术委员会，材料学院的各项规章制度越来越完善，大家在制度内各司其职，老师专心带学生、做科研，行政职员做好服务，各级领导则分工明确，各负其责，帮老师解决问题。对于方向性、战略性问题，田永君能够坚持原则、敢作敢当，但对于其他领导权责范围内的工作，他选择“坚决放权”。遇到其他院领导来请示意见，田永君常说：“这是你该负责的事情，你没分给我你的工资，我不替你做决定。”慢慢的大家就不找他了，因为只要按规矩办事就没错。
       有了学术委员会作为制度保障，另一个亟待解决的问题就是如何在学院内营造崇尚科研的风气，激发大家的科研热情。为了提高全院教师的科研素养和学术水平，2003年田永君提出了副教授以上职称教师每年必须发表2篇SCI论文的要求，并且计划从2006年开始执行。尽管老师们对这一提议反响激烈，但在他的耐心解释和说明之下，学术委员会仍然全票通过了这项决议。但到了2006年，一些教师甚至包括学院领导层开始反对落实这项决议，急脾气的田永君忍不住发火了：“决议是学术委员会集体决定的，作为院长，我无权更改，必须执行！”在田永君的坚持下，大家逐渐认识到了学术委员会决议的权威性，这项决议既是约束，也是激励，无论对于个人还是学院的发展，都是有百利而无一害的。最终，这一决议顺利实施，并且一直被坚持了10年。
       有了压力和目标，老师们争相搞起了科研，材料学院几乎每天晚上都是灯火通明，科研风气逐渐形成，学院面貌日新月异。为了实现从教学型学院向研究型学院的转变，学院压缩了本科生招生数量，本科生和研究生比例达到了1:1，老师们获得了更多时间来做科研，课题组也逐步形成并变得更有战斗力。
       与此同时，在建设“五星级”学院目标的指引下，学院的学科建设开始大踏步前进，几年一个台阶，稳步向着五星级目标迈进。2000年，材料科学与工程博士后流动站被批准设立；2003年，材料科学与工程一级学科博士点申报成功；2006年建成了河北省唯一的国家重点实验室—亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室；2007年材料学二级学科被评为国家重点学科。
       凭借一个又一个历史性突破，材料学院打了一个漂亮的翻身仗，材料学科以强劲的势头迅速成长为燕大的优势学科。亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室的成功申报，更是打破了地方实验室无法进入国家重点实验室行列的先例，实现了河北省国家重点实验室零的突破，成为了燕山大学乃至河北省的骄傲。短短8年时间，五星级学院的建设目标已实现了4个。
       由于种种原因，材料学院在突破院士这个目标上走的路比田永君预计的要长了许多年。2017年，田永君终于成功当选为中国科学院院士。这不仅是对他科研实力的肯定，也是对他学术水平和人格魅力的最高褒奖。自此，他在15年前许下的宏愿终于变成了现实。如今，全院上下勠力同心，努力奋斗，名副其实的五星级材料学院像一列加速前进的列车，正向着更高更远的目标挺近。
       挑战不可能

       田永君身上最明显的特质就是喜欢挑战不可能。建设“五星级”材料学院、成为河北省第一位“长江学者”、指导出河北省首篇“百篇优秀博士论文”、建成河北省首个国家重点实验室，这些在别人看来不可能实现的目标，在田永君这里都一一变成了现实。奇迹的背后，是打破常规的勇气和魄力，是开创新局面的胆略和眼光，更是常人无法做到的坚持和付出。
       时间回溯到1998年9月，在德国耶拿大学工作了2年的田永君回到了燕山大学，当即开始着手筹建省级重点实验室。实验室建设伊始，科研力量比较薄弱，仪器设备也较陈旧和落后，只有透射电子显微镜、X射线衍射仪和膨胀仪这三大件。2002年，田永君争取到了河北省一次性960万元设备费的支持，为实验室的发展注入了活力。看着一件件期盼已久的先进仪器被搬进自己的实验室，教师们无不欢欣鼓舞。随着科研条件的不断改善，实验室的成果也出现了井喷式增长。此时，作为院长的他敏锐地意识到，要想加速发展，必须有人才作保障。在学校的大力支持下，田永君先后引进了一批高水平的青年学者，逐渐形成了以“长江学者奖励计划”特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者和“洪堡学者”为学术带头人的研究群体。这个群体活跃在亚稳材料研究领域，逐步得到了国内外学术界的普遍认可，实验室也进入了快速发展时期。在省重点实验室运行的5年间，实验室成员发表学术论文400余篇，获国家技术发明二等奖和国家科技进步二等奖各1项。高发明的博士论文《复杂晶体化学键介电理论及其在材料科学中的应用》获评“全国百篇优秀博士论文”，实现了河北省在全国优秀博士论文评选上零的突破。这些成绩的取得，让田永君更加坚定了建成国家重点实验室的信心。
       国家重点实验室代表着中国基础研究的最高水平，是培养高层次人才的基地和国内外学术交流的中心。此前还没有地方院校的实验室进入国家重点实验室序列的先例。然而，田永君和他的团队对自己的实验室充满了信心，也下定决心要打破常规，做成这件事。
       要打破常规必然要做出不寻常的努力。为了让名不见经传的燕山大学亚稳材料制备技术与科学省级重点实验室进入科技部主管部门的视野，田永君与他的同伴刘日平教授，一趟一趟奔赴北京，向科技部的主管部门进行汇报。科技部相关负责人惊诧地发现，一个地方院校实验室的建设水平竟如此之高，当即决定对实验室进行全面考察。考察结果让他们非常惊讶，这个实验室已经达到国家重点实验室的水平！为此，2003年科技部专门给了省重点实验室一次机会，与当年的国家重点实验室一起全程参加了国家重点实验室的评估和复评。2005年，实验室又PK掉了5所“985”和“211”工程的著名大学，成功取得了材料制备与服役方向新建国家重点实验室的资格。2006年，燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室正式挂牌成立，成为我国少数几个以地方政府名义申报成功的国家重点实验室之一。
       仅用8年时间就建成了一个国家重点实验室，这不能不说是个奇迹。田永君和他的团队就是有这样的神奇力量，再一次让不可能变成了现实。
       有战略眼光的科学家

       多位熟悉田永君的同事和领导都曾这样评价他：“他是一个有战略眼光的科学家。”他在确定科研方向、科研平台建设和人才引进上的眼光都非常具有前瞻性，而这三者之间是相辅相成、共进共赢的关系。
       在田永君他们合成出纳米孪晶结构立方氮化硼材料之前，天然金刚石一直被认为是自然界最硬的材料。在实验中，需要用天然金刚石压头来测试样品的硬度，因为天然金刚石的造价很高，一个进口的维氏硬度计压头就要3000多元。在一次样品测试中，一个学生一个上午就用坏了两个压头，六千多块钱瞬间打了水漂，这让学生感到忐忑不安，于是去找田永君请教。田永君敏锐地意识到，是样品表面抛光不够平整造成了单晶金刚石压头的损坏，但这个直径仅2毫米的圆柱形样品的硬度也一定很高。他马上召集课题组成员讨论后续实验方案，最终在用透射电镜观察时发现样品中全是纳米孪晶结构。找到了这一关键的突破点之后，田永君团队与中外科学家开始合作，采用高温高压技术成功地合成出了硬度超过人造金刚石单晶的纳米孪晶结构立方氮化硼材料，这一原创性成果发表在《自然》杂志上，并且入选了2013年度中国科学十大进展和中国高等学校十大科技进展。
       高水平的科研平台对于很多材料学领域的高端人才具有非常大的吸引力。国家重点实验室现有固定人员75人，其中有留学归国人员40人，分别来自牛津大学、东京大学、京都大学、德国马普所、德国宇航院等国际知名高校和科研院所。能够吸引高水平的科学家来到燕山大学工作，离不开田永君在科研平台建设上的精准眼光和大量投入。
       2014年，田永君决定用河北省政府及相关部门相继资助的2600余万元购进了一台全球顶尖的球差校正环境电镜。好钢用在刀刃上，电镜刚一买来，立刻就派上了大用场。美国圣地亚国家实验室纳米科学与能源材料方面的著名学者黄建宇教授到燕大考察，第一时间就冲进实验室来看这台电镜，只用了半天时间就做了决定：来燕山大学！田永君深知，对于一个科学家来说时间就是科研生命，有了设备和平台，科研就能如虎添翼。正如柳忠元教授所说：“能够沉下心做事情才是最重要的，设备和平台建设不到位，好几年就耽误过去了。” 而对于学院和实验室建设来说，有了黄建宇教授这样的一批高端人才，才能形成科研高地，占领科学前沿，带动整个科研团队和材料学院的快速发展。
       凝聚团队的力量

       人才引进和团队建设一直是田永君最上心的两件事。
       柳忠元教授是2005年加入田永君课题组的，此前他一直在美国做博士后，对燕山大学没有任何了解。回忆当初之所以选择来燕大，完全是因为田永君。因为在打给田永君的越洋电话中，柳忠元感受到他是一个有想法且想干事的人。田永君对他也十分重视，他回国当天田永君亲自驱车赴北京接机，让他深受感动。当时燕山大学能给他的待遇十分有限，仅仅5万元的安家费和一台电脑，这对于在美国年收入30多万的他而言“实在是太差了”，但是柳忠元觉得“人才是最重要的，跟这样一个团队在一起，很多事情做起来就容易多了”。第二年，他把在美国的同学徐波也介绍到了田永君的课题组。
       徐波刚到组里时入职手续还没有办完，有将近半年时间没有拿到工资，这期间田永君给予了徐波很多帮助，让他毫无顾虑地尽快投入到研究中去。转眼10多年过去了 ，柳忠元和徐波都在材料学领域做出了令人瞩目的成就，柳忠元是国家杰出青年基金获得者、国家“百千万人才工程”入选者、国家有突出贡献中青年专家；徐波也成长为国家杰出青年科学基金获得者和教育部“长江学者奖励计划”特聘教授。
       经过十几年的发展，田永君的科研团队也在不断壮大，成为一个思想活跃、技术过硬、战斗力强的9人课题组。虽然只有9人，但却集结了国家杰出青年科学基金获得者3名、教育部“长江学者奖励计划”特聘教授2名、国家优秀青年科学基金获得者1名、“全国百篇优秀博士论文”获得者1名，9人当中有7人是教授、博导。这样的阵容实在强大得耀眼，美国国家科学院院士、瑞典皇家科学院院士、中国科学院外籍院士毛河光先生曾经感叹田永君的科研团队是“国内少见的教授之间长期合作的团队”。
       尽管团队里的任何一个人都有独立组建自己科研团队的能力，但这个团队却历经30年始终保持着稳定。组里的每个成员都有自己的专长，有的擅长理论模拟，有的擅长实验，课题组成员常常聚在一起讨论问题，互通有无，取长补短，也常常在讨论中碰撞出灵感的火花。课题组里的学生也是不分彼此，每个人都能得到组里所有老师的指导，以至于根本说不清自己的导师是谁。一个学生十分生动地总结了几位老师的作用：田永君老师是课题组的大脑，指引课题组的研究方向，决定课题组研究的深度；柳忠元老师和徐波老师则是心肺，他们都有国外研究背景，具有很高的理论水平，对于研究项目的解读都有独特的眼光，能够把田永君老师的思想进一步细化并加以实现；于栋利老师、何巨龙老师及其他几位年轻老师则是课题组的躯干，他们用他们丰富的经验指导学生的实践，长期与学生一起工作在实验室，为学生解决各种各样的问题，提供各种技术支持。
       在资源分配上，组内成员的科研成果全部共享，科研经费统一管理，按照“集体讨论，按需供给”的模式使用。组内成员的收入除了工资以外都是平均分配的，用组内老师的话说“我们吃大锅饭”。
       这种大锅饭模式自团队创始人李东春先生开始沿用至今。上世纪八、九十年代，高校教师整体收入水平都不高，何巨龙教授1991年毕留校工作时工资只有100多元，大家差别还不是很大。但今非昔比，如今团队的各种科研经费和科研奖励已经非常可观，田永君的奖金占了非常大的比例，如果还是按照平均分配的原则来分给大家，田永君就会“吃亏”，每年会少几十万的收入。大家多次提议田永君多拿一些，都被拒绝了。田永君常说的一句话是：“当学术带头人首先要学会吃亏。”他跟组里的年轻人说：“今天你花我的，十年后我花你的。”在田永君看来，谁都不可能一直保持着巅峰状态，几年以后这些年轻人就是团队的中坚力量。
       对于年轻人，田永君总是不遗余力地扶持和帮助。不论是自己课题组的还是别人课题组的年轻人，只要在科研上有想法，他都会尽力给他们提供经费资助。年轻人找他聊学术问题，他从不拒绝，总是十分兴奋地与他们讨论研究方向，寻找突破口，有时候还会连续熬几个大夜，亲自帮助他们修改申请书。不光是田永君，组里的其他教授也是一样。
       年轻人没有了后顾之忧，就可以专心做自己的事情。有了充裕的经费支持和老教授们的悉心指导，课题组里的年轻人和学生成长迅速。到目前为止，课题组相继培养出了3位国家杰出青年基金获得者、3位“长江学者奖励计划”特聘教授、2位国家优秀青年基金获得者和2位“全国百篇优秀博士论文”获得者。
       以田永君为学术带头人的科研团队在2008年成功申报了国家自然基金委的创新研究群体，当年全国仅有19个团队入选。这对于田永君和他的科研团队来说不仅仅是荣誉，更意味着能够获得更多的经费支持。在此之后，田永君科研团队又先后两次入选，截至目前，该团队共得到国家自然基金委的连续三期资助，共1700万的科研资金支持，这在创新研究群体中并不多见。
       在田永君的带领下，整个团队就像上满了发条的时钟，在密切配合之中有条不紊地向前发展。在外人看来，田永君课题组这些年发展太快了，出成果的速度超乎想象。但对于他们来说，快只是相对的，快，完全是因为时间投入多。用何巨龙老师的话说，每天工作14个小时，一天就顶别人两天用，这样坚持一年呢，五年呢，十年呢？
       团队的每个成员都在拼尽全力破解一个又一个难题，每天工作到深夜是他们生活的常态。没有周末和节假日，甚至大年初一课题组的成员都会一个不少地出现在实验室。胡文涛老师记得，有一次一个困扰多时的问题终于被攻破，大家特别兴奋，就想庆祝一下，可是夜已深了，外面的餐厅全都关了，只有一家粥店开着门，大家就每人喝了一碗凉粥，算是庆祝了。科研工作不仅需要智力、更考验体力，因为每天都要连续工作14个小时以上，时间长了身体会吃不消。田永君和团队成员常年保持着周三、周六打羽毛球的习惯，但忙的时候连锻炼身体的时间都挤不出来，只好挤占睡眠时间。拿胡文涛老师来说，为了挤出时间锻炼，他每天4点50就起床跑步，然后去实验室一直干到夜里11点才回家。
       兴趣能激发人的灵感和穷追不舍的动力。在田永君和他的同事们眼里，科学研究看似辛苦，但其乐无穷，他们愿意为此付出，甚至投入毕生的心血。燕山大学副校长赵永生是田永君的同学，他感叹：“永君这些年就是在玩命干。”有了这样日复一日的付出，成功到来的时候才会觉得淡然，即使当选了院士，在田永君看来，也只是科研道路上的一个新的起点，并不是终结。超硬材料领域的研究前景广阔、大有可为，站在更高的起点上，他和他的团队还有更多更重要的科学之谜要去破解。

       学生的人生规划师

       今年33岁的赵智胜是田永君课题组里最年轻的教授、博导。他本科毕业后来到田永君组里读研、读博。博士毕业后，赵智胜想直接留在团队里工作。但是田永君认为，年轻人应该走出去，到国外的环境里继续深造和锻炼，这对青年人的成长和独立工作能力的提高很重要。田永君建议他不要急着留校，先出国工作3-5年后再回国，这样不仅英文水平和科研能力会得到提升，未来发展也会更加顺畅。
       田永君把赵智胜推荐到美国卡内基研究院地球物理实验室做博士后。在这样世界级的高压实验室里工作，对于赵智胜的启发和提高是不言而喻的，也为他未来的发展奠定了坚实的基础。田永君就是这样，他会帮学生规划眼前利益之外的更长远的人生，从根本上改变一个人的命运。
       已经在上海高压科学中心工作的黄权，曾经是田永君组里的博士生。跟着田永君做科研，黄权最大的收获就是学到了严谨的科学精神和做事态度。记得有一次黄权和组里其他同学一起测试一种人工合成样品的硬度和韧性。按照常理，材料硬度提高会同时伴随着韧性的下降，这是材料的一个基本规律。然而这次的实验数据却显示样品硬度和韧性都提高了，这让团队成员们像中了大奖一样集体兴奋起来。但是田永君却很冷静，给大家泼冷水，他认为仅一次实验结果不能说明问题，只有经过多次反复验证的数据才是可靠、真实的。这种严谨的科学态度让大家明白，做研究是为了解决科学难题，不是为了发论文、出成果，只有获得真正经得起检验的数据才可以发表。
       现在刚去美国卡内基研究院地球物理实验室做博士后不久的舒予，曾经在田永君课题组深造了8年。这8年中，舒予最大的收获就是学会了用严谨、不浮躁的心态去做科学研究。在一次试验中，舒予有了一个偶然的发现，当时指导他实验的老师觉得这个发现非常有价值，这让他产生了骄躁情绪，总觉得这一发现一定会有一个很好的科研成果。然而，当他把实验结果报给田永君时，田永君很认真地提了两个问题：“你这现象能重复吗？这种现象产生的原因你弄明白了吗？做学问，不能只求结果，还要对自己的结果负责任，不但要知之，更要求甚解。”
       为了解决这两个问题，田永君和课题组帮助舒予联系了国内外很多相关领域的专家，并派他多次到美国阿贡国家实验室进行深入研究。这项研究一做就是6年。到博士毕业时，舒予终于给出了一个满意的答案。舒予说：“虽然晚了两年毕业，但是正是有了这样的经历我才学会了应该用什么样的心态去对待科研。就像田老师坚持超硬材料的理论和实验研究一样，功夫不负有心人，只有认真对待，刻苦钻研才会取得相应的成果。”
       在学生眼里，田永君是一位严肃又不失亲和的老师，组里上上下下都知道，田永君最喜欢学生和他讨论问题、交流想法，要是有人很久不跟田永君汇报自己的进展，就会被追着问。黄权说：“每次想偷懒的时候，田老师就会推我一把。”田永君还有一个特点，就是善于抓住要点，点石成金。舒予说：“田老师往往能够从我们想不到的视角给我们新的启发，从而使得很多问题迎刃而解。”田永君教学生，从来不用灌输的方法，而是用启发式的教导方式，经常是用问题来回答问题，让学生从他的提问中不断地养成独立思考的习惯，从而提升解决问题的能力。
       此外，田永君也积极帮助学生规划未来。随着国内科研的逐步发展，对具有海外研究背景的要求也越来越高。为了学生未来能够取得更好的发展，研究生从一入学就经常有机会跟着老师们出国参加学术会议，开拓视野。田永君还经常联系国外的合作者，主动推荐优秀的弟子到世界著名的科研机构进行交流和学习。在田永君的关怀和帮助下，课题组里越来越多的优秀学子迈出了国门，走上了更加宽广的科研之路。
       桃李不言，下自成蹊。从田永君课题组里走出去的很多学生都仍然活跃在材料科学研究领域，在国内外不同的大学、学术机构和企业不断取得着优异的工作业绩。
       《论语》中有一句话，叫“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”田永君和他的团队勇于做世界高压研究领域的领跑者，不仅有追求卓越的精神，还肩负着科学家的社会责任和使命。田永君常说，现在大家生活条件好了，应该多想想为国家和社会做点事情。生逢最好的时代，追梦路上，田永君和他的团队已经踏上了新的征程。