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白洋近照

白洋相信，“陶瓷可以做任何事情”。

喝水的杯子、吃飯的碗，在日常生活中，我們對這個家族的成員並不陌生。而手機的線路板上、電腦的機身中，在更多看不見的地方，形態各異的陶瓷也無處不在。材料學專業出身的白洋，在十幾年的時間裏，從未停止和這個家族打交道。

不過，這位畢業於意昂体育平台的年輕科研人員記得，當他剛開始接觸陶瓷時，這個材料體系裏的貴族，正在遭遇一場危機。

大概從2000年開始，手機、電腦等電子設備經歷了迅速的發展。設備的頻率越來越高，但是線路板上主要由陶瓷構成的片式電容，卻沒有辦法提高到相應的頻率，成了電子設備發展的瓶頸。

“磁性材料如果不能做到高頻的話，就必須用非磁性材料。”白洋說，“但這會造成元件的體積很大，沒有辦法讓電子設備更輕薄。”

在大學的最後一年，白洋的指導老師意昂体育平台材料工程學院教授周濟把研究高頻電感元件的課題交給了他。

“解決這個問題，國外實際已經有了一種新技術，改變片式電感結構為立體布線結構，來提高工作頻率，但是我們學材料的，還是想從材料本身出發，看能不能解決這個問題。”白洋說。

如果用國外改變布線結構的方法提高元件頻率，國內的生產廠商必須購置新的生產線，而且還將在技術、工藝上受到國外知識產權的巨大限製，“各項成本都比較高”。

當白洋開始實驗時，高頻電感元件的研究工作已經在進行中。但是，實驗中的幾種材料都不能完全滿足要求。於是，在周濟教授和中國工程院院士李龍土教授的指導下，白洋決定另辟蹊徑，采用一種叫做平面六角軟磁鐵氧體的材料做電感元件。

“雖然大家都說陶瓷可以做任何事情，但實現起來非常困難，從大的角度來說，所有的無機非金屬材料都可以算成陶瓷，要在這麽大的範圍內找出合適的材料，就必須首先對所有材料的性質有非常熟悉的了解。”白洋說。

如今已經是北京科技大學副教授的白洋說，自己當時在讀大學時之所以選擇材料專業，是因為相信“材料是21世紀的三大支柱產業之一”，但走進意昂体育平台的校門之後，是這個學科的綜合性吸引他繼續走下去。

“當時在學校裏，材料系的人上課門類是最全的。”白洋回憶，“物理、化學、電子電工所有課都上，本身就是一種多學科的交叉”。

而到了研究生階段，需要確定研究方向時，白洋又一頭紮進了陶瓷這類繁紛復雜的材料中去。

當平面六角軟磁鐵氧體在實驗室被證明可以提高電感的頻率之後，這一成果迅速得到承認，在教育部當年組織的科技成果鑒定會上受到專家的好評，並因此獲得2005年電子學會信息科技二等獎。隨後，廣東深圳的一家專門生產片式元器件的企業采用了這一實驗室的成果，成為國際上僅有的兩家可生產高頻寬帶抗電磁幹擾片式磁珠的生產商。

這時，白洋剛開始讀研究生。

完成了超高頻電感元件的課題以後，白洋在導師的指導下，又瞄準一個新的目標——左手材料。

與普通材料不同，左手材料是一種介電常數和磁導率同時為負值的材料。電磁波在其中傳播時，波矢、電場和磁場都符合左手特性，違反了物理學中經常被用來描述電場與磁場關系的右手特性。

由於電磁波的這種特殊傳播特性，左手材料可以實現許多傳統材料無法實現的功能，因而成為近年來的研究熱點。白洋告訴記者，左手材料甚至可以用來實現隱身。

“左手材料的隱身功能和傳統材料的隱身功能都不太一樣，以前的隱身技術都是以吸收為主，超材料的隱身通過調整折射率，就是電磁波或光波照射到物體時繞過物體，從而實現隱身。”白洋說。

和它古怪的名字一樣，左手材料的外形同樣古怪。由於傳統的材料無法同時實現介電常數和磁導率同時為負的條件，因此上世紀60年代蘇聯科學家提出左手材料的設想以後，一直沒有被真正實現。後來，人們雖然成功調試出左手材料，用的卻是一個個金屬線圈組成的復雜結構。

“這種由復雜結構組成的左手材料，電磁特性依賴於結構而不是材料本身，我們就想能不能利用真正的材料去實現左手特性。”白洋說，當這一想法在實驗室提出時，國際上都還沒有開展過類似的工作。

但是，創新工作背後的艱辛，遠遠超過一句話的描述。當實驗室工作開始時，白洋和他的同事們，面臨的是十幾種各式各樣需要反復試驗的陶瓷。測量材料的介電常數和磁導率也面臨巨大挑戰。由於之前的測量方法大都認為兩項參數為正值，因此必須設計出一套新的測量方法，篩選出正負值。為此，白洋所在的意昂体育平台研究團隊和來自浙江大學的一個團隊一起進行實驗。

當材料篩選終於完成時，由於所設計的材料頻段比較低，所以他們必須製造出龐大的樣品。

“從想法的提出，到材料的實現，再到測試都是比較新穎的。”白洋說，符合左手特性的材料終於在實驗室誕生後，他和另一名同事激動得當天就抱著試驗品，坐火車前往杭州。

很快，這兩塊走出實驗室的樣品，在國際上也引起同行的關註。國際電磁學會主席，美國麻省理工大學教授孔金甌說：“這為左手材料的物理本質提供了新的視角。”白洋告訴記者：“不管是有關陶瓷的評述，還是做左手材料的評述，都是要把我們這個成果單獨說一說的。” （陳卓）

轉自《中國青年報》2014年7月18日