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美国路易斯安那州立大学终身教授李国强

河工人物|兴趣和热爱是我追求科学研究的源动力

——记我校1985届优秀校友李国强

 

    李国强,我校1985届公路工程专业校友,目前为美国路易斯安那州立大学终身教授,主要从事道路工程材料和结构,纤维增强聚合物复合材料与结构,以及固体力学的研究。目前,他已发表SCI期刊论文162篇;其中,3篇论文位列 SCI工程或化学领域1%高引论文,13篇论文入选SCOPUS或GOOGLE SCHOLAR 高引论文之列;其论文已被正面引用7000余次, H因子(H-index)达44;曾担任120本SCI期刊论文评阅人、编审,及美国项目审核专家,是世界土木工程领域的高级人才。

    近日,他专程返校做了“Bio-inspired healing-on-demand polymer composites”的报告,并与土木学院师生交流座谈,共同探讨两校未来科研合作的契合点。

    虽然他是世界上把颗粒增强复合材料理论引入建筑工程材料的先驱者之一,形状记忆聚合物及聚合物自修复领域的知名学者。但采访中,他却直言,一路成长成才的最大动力,源自于对学习、对科学的兴趣与无限热爱。

 

    1980年,李国强顶替父亲,进入养路工人序列。作为家里唯一男丁,“接班顶岗”在所有人看来,都是李国强的最为稳妥选择。曾以全县第一名考上容城县一中的他合上了书本,惜别校园,走进了修路工地。

    在那个时代,能够顶岗上班,吃上商品粮,进入备受尊重的工人老大哥行列,就算是跳出了龙门,于很多人都是可望而不可即的好事。

    但,对于青年的李国强来讲,每天日复一日的修路与养护,显得太过沉闷与无趣。“我觉得自己所学的知识似乎用不上”李国强说,“那时公路的技术含量太低了。”

    较之每天垫土,他更喜欢研究“科学”;较之每日铺路石,他更愿意研究“科学”与“生活”之间的密切联系。汽车的运动——加速和减速,上坡和下坡,势能和动能转化,都让李国强着迷不已。“读初中时,我的物理老师黄玖莹带给了最初的科学启蒙。”李国强说,“让我觉得物理不只是常人理解的高大上学科,更是一门有趣而且对社会有用的学科。或者说,是和身边事物有联系的科学,是对社会有用的。”

    或许是对科学天然的兴趣,或许是对“社会有用”的信念,或许是1977年恢复高考以来,整个社会对于走进大学学习的向往,年轻的养路工人李国强,一心想重回课堂,继续自己的学业。

    他去书店买回高中课本与学习资料,并将自己的想法告诉了父母。开明的父母,支持了他的决定。每天白天出工,晚上离开缓解疲乏的工友,他安静地回到距离工地不远的家中,坐在自己的小屋里开始学习。

    没有老师讲解,没有家长的督促,也没有高考的紧张气氛。只有一盏灯,伴他夜读,度过考前冥思苦想、勤奋练习的日日夜夜。

    1981年,他以社会青年的身份参加高考,进入了河北工学院公路专业。
 

    “我考入了公路专业,尽管我的理想专业是电器。”李国强笑起来。

    虽然没有进入自己理想中的专业,但李国强坦言,“我还是觉得做好眼前事最重要。”重回课堂的他,倍加珍惜,刻苦努力,一直在专业名列前茅。“考大学是我们那个时代年轻人的梦想。”

    “大学期间,很多老师对我影响至深。教物理的沈鼎铨老师和教数学的裴艳春老师,还有教挡土墙设计的蒋志仁老师,他们对教学非常认真。” 谈到老师,李国强坐正,充满敬意,“那时系里有很多年轻的助教,非常优秀,比如物理助教展永老师。”

    展永老师那时候经常与班级同学分享他上山下乡的经历,帮助同学们解答物理问题,无论学习还是生活都与学生走得很近。

    “他人帅气、聪明。物理概念清晰,讲解非常巧妙,总能通过简单的类比,解释复杂的物理概念。波动方程讲得很好,比如用驶远的火车鸣笛声比喻波的红移让我们很容易理解这个复杂的抽象概念。”

    在第一学期期末物理考试结束后,苛求学业的李国强,对试卷中一道关于球面波的试题忐忑不已。某日,他在东院的宿舍楼下踌躇。突然,对面的一扇窗户打开了!展永老师大声喊:“李国强,你物理考试满分!”当时明明是寒冬季节,对他来讲这句话如同三月暖阳。

    “当时我特别兴奋!”李国强笑起来,“这句好消息,着实让我过了一个好年!”

    满分的肯定,让“学霸”李国强倍感骄傲。也是,即使没有那么热爱,但能在读书的阶段学习知识,学好知识,对于他来说,就是最大的成就。

    那个时代没有转专业政策,进入了一个领域,似乎就注定了一生的事业路径。

    秉持着“好好学总没有错”的李国强,逐渐对专业产生了兴趣,开始关注更多专业领域的社会信息。

    1984年6月27日,沈大高速公路开始建设,开启了大陆高速公路零的突破。“我们是在课堂上,从专业老师那里听来的这个消息。后来我们从新闻报道中看到。同学们经常在一起议论高速公路的未来。”正值大三的李国强非常兴奋!

    如果说只有耳闻未曾亲睹的高速公路,开启了李国强对于未来专业领域的畅想,建于八里台的蝶式立交桥,则带给了他最直观的感性震撼。八里台的立交桥,始建于1985年,位于中环线与卫津路交口处,是天津市中环线上重要的交通枢纽之一,也是天津首座城市互通式立交桥。“当时非常振奋!这就是我学习的专业,居然能做出这样雄伟壮观的大工程!”

    当桥与路的宏伟,展现有趣的未来的时候,李国强已经走进了毕业的十字路口。

    而从事研究工作成为了他一生喜爱并立志追求的事业。

 

    1985年,全校共接收了第一批七名国内免试研究生。专业成绩全系第一名的他,是土木系当年唯一的推荐人选。

    研究生阶段,他师从杨光甲老师,从事SBS改性沥青的路面材料研究工作,并在他指导下将土木系与化工系联合申报的河北省交通厅应用型项目作为了自己的研究课题。这也是我校跨专业的项目合作与学科交叉人才培养模式的雏形。

    在教学关系中,杨光甲老师对这个关门弟子爱护有加。为做好课题研究,清楚掌握聚合物的知识,杨老师鼓励他跨系研修了张乃莉老师的高分子物理与张留成老师的流变学。

    “我的导师很勤奋!”李国强说,“那时,杨光甲老师已年过60,但经常和我一起工作。”

    在实验室里,师生之间时常探讨对改性沥青的不同看法。讨论过程中,他们也会邀请化学系的老师参与意见。

    “较之水泥混凝土路面,沥青路已经比较多了。但因为沥青品质差,低温开裂严重。我们在试验中就是要解决这个问题。”而在沥青的制作方式上,有两种制备方式。一是先制作沥青母液,然后通过稀释做改性沥青;二是直接做改性沥青。经过充分的讨论,以及两种方法的对比试验,最终证明母液稀释法能使改性沥青制备时间缩短,聚合物分散得更均匀,效果相对更好。大家一致通过采用此方式进行后续工作。

    而学校在人才培养中,一直坚持“工学并举”的办学特色。除了实验室研究,更鼓励学生做实际的工程试验。

    为了证实试验效果,李国强在廊坊修了400米改性沥青试验路。沥青粘在手上,需要汽油帮助清理。一天下午收工时,汽油不小心被附近的烟头引燃,导致他的手被烧伤。“尽管老师平时也会经常强调实验安全,但那次经历后,我对实验室安全更加注重了。”李国强停了一下说,“此后的教学生涯中,我也把安全教育作为对学生专业度培养的硬性要求。”

    提及在校期间的故事,李国强笑起来,“那时候,我是个热爱学习的痴人。除了偶尔打打乒乓球,就是泡在实验室。”

    毕业之时,研究论文摘要需要进行英文翻译。那时没有当世普及的互联网、数据库、翻译工具,英文资料寥寥无几,而公路专业的英文资料几乎没有。并且想要查英文资料,就得去交通部情报所,非常不便。连续多日查找专业名词“唯象的”准确翻译而不得的李国强,忽然想到了《流变学》课程的主讲教师张留成。

    带着一股难抑的忐忑劲儿,他闯进了张老师办公室的门,张口便问:“张老师,“唯象的”怎么翻译?”“Phenomenological。”张老师不假思索,脱口而出。此时,得到答案的李国强道谢后,欢天喜地地飞奔而去,心下暗暗叹服。“迄今为止,我都觉得自己的老师特别优秀。像这样的专业词汇,即使放在当代,也不是每个老师都能信手拈来的。何况在1988年!”李国强眼中充满敬意。

    “其实,我当时没在意,张老师的办公室还有一位客人。”李国强笑起来,“现在想起来,这是现场考老师啊!多亏张老师学识渊博。不然,当着客人的面会多尴尬。”

 

    也许因为学校对于青年科学家的强烈需求,也许出于对科研工作热爱,毕业后,李国强留在了道路教研室任教。

    每学期一至两门课程教学,从备课、讲课、批改作业、答疑解惑,李国强忙得不亦乐乎。“我希望自己能像我的老师那样,成为学生心中的优秀教师”的信念,激励着他做好教书育人的工作。那时,在教研室的“老教师”眼中,他是一个“认真、努力”的人。

    而青年教师在最初工作中,教学任务占据了工作中的大量时间,加之积累有限,很难拿到科研项目。但对于他来讲,对科学研究工作似乎有一种天然的担承。在没有项目的几年间,科研试验做得少了些,但却一直凭借自己的兴趣,做一些路面力学的研究,写出论文并发表。

    而在此过程中,他发现就同一问题的研究,虽然自己也曾有相同的思考,却不如同行做得深入。这让他深深感觉知识积累的欠缺。要想打破知识的局限,进一步的深入展开科研工作,必须跳出当下环境,更好地外界联通,去读博士。 

    青年科学家主动的自我觉知,触动了他向更高的知识高峰进发。在时任系主任蒋志仁“好好学习,天天向上”的鼓励下,他成为了河北工学院走出去的第一个读公路工程专业的博士……

    每到一个新的平台,李国强都在“科学研究”的兴趣与热爱中,一往无前,纵横驰骋着。从河北工学院到东南大学,他感受了不同科研理念的碰撞,科研思想的交流;从国内博士到美国的博士后研究,他也不过是带着“想看看美国高校如何做科研,顺便提高一下英文写作能力”的朴素想法,迈出了国门,走进了路易斯安那州立大学做到了终身教授。

    他没想过,这一走,就走了二十一年。

    二十一年间,他一直活跃在世界道路工程材料和结构,纤维增强聚合物复合材料与结构,以及固体力学的研究领域。他的微观力学模型对开发水泥—乳化沥青混凝土,聚合物改性沥青,沥青路面回收,废橡胶再利用等提供了科学指导;他的“先闭合后愈合”(close‐then‐heal)理论,即通过形状记忆效应闭合宏观大裂缝,而以化学或物理手段实现已闭合裂缝的愈合,建立了自修复材料研究领域的独立分支,已经引起国际学术界的广泛重视。此外,他还在形状记忆聚合物、人造肌肉、混凝土结构修复、低速冲击、可回收3D打印热固性聚合物、胶粘剂结构等领域做出了很大贡献。

    业已学成的他,作为世界上把颗粒增强复合材料理论引入建筑工程材料的先驱者之一、形状记忆聚合物及聚合物自修复领域的知名学者,从未忘记过母校,从未忘记过老师的辛勤培养。近年来,他多次重返校园,看望老师,同时也为师弟师妹们带来学科前沿领域的最新研究进展报告。

    作为师兄,他寄语师弟师妹,“希望河工的年轻学子们能够珍惜现在的学习机会,将来成为有用之才!”
 

                                                                                文/屠琼芳 图/李国强 提供

    

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