塑料、金屬、陶瓷，仿佛脫胎換骨，變得如云朵般輕盈，卻又堅(jiān)韌無(wú)比；水凝膠化身能量收集與轉(zhuǎn)換大師，用來(lái)為健康手環(huán)、無(wú)線耳機(jī)充電；古老的剪紙藝術(shù)與新興納米科學(xué)結(jié)合，創(chuàng)造精妙且用途廣泛的光學(xué)器件……這些科幻小說(shuō)中天馬行空的想象，在香港大學(xué)機(jī)械工程系教授方絢萊的實(shí)驗(yàn)室中正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。通過(guò)將光與物質(zhì)相互作用的研究（微納光子學(xué)）和特殊設(shè)計(jì)的材料結(jié)構(gòu)（超材料）相結(jié)合，方絢萊團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造出了一系列令人驚嘆的新材料。

▲方絢萊

追隨好奇心，將微納光子學(xué)、聲學(xué)超材料、光學(xué)3D打印等知識(shí)相互融合，方絢萊致力于將奇思妙想一一落地。負(fù)笈海外二十余載，如今歸國(guó)勤勉立業(yè)，對(duì)未知保持謙遜和好奇，他在不斷挑戰(zhàn)并擴(kuò)展著傳統(tǒng)光學(xué)和材料科學(xué)的極限。

讓傳統(tǒng)煥發(fā)新生機(jī)

方絢萊本科和碩士均就讀于南京大學(xué)物理系，畢業(yè)后，他去往美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校攻讀博士學(xué)位?！皬睦碚撧D(zhuǎn)向工程應(yīng)用，起初確實(shí)有些不適應(yīng)。但正是這種跨界的挑戰(zhàn)，讓我學(xué)會(huì)了用不同的視角看待問(wèn)題?！痹缙谠趪?guó)內(nèi)的求學(xué)夯實(shí)了方絢萊的理論基礎(chǔ)，在加州大學(xué)洛杉磯分校，跨學(xué)科、跨領(lǐng)域合作與工程應(yīng)用的結(jié)合又鍛煉了他解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)硬本領(lǐng)。這些經(jīng)歷，為他后來(lái)的事業(yè)開(kāi)展做好了準(zhǔn)備。

美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校是方絢萊獨(dú)立研究的起點(diǎn)，在那里他向?qū)W生傳授著知識(shí)，并嘗試尋找科研落腳點(diǎn)?！霸谀嵌螘r(shí)光里，我很幸運(yùn)遇到了許多良師益友，他們教會(huì)我，做科研不僅要追求創(chuàng)新，更要注重培養(yǎng)人才?！?/p>

在美國(guó)麻省理工學(xué)院，方絢萊迎來(lái)了科研生涯的新篇章。他有了更多跨學(xué)科交流與合作的機(jī)會(huì)。正是在這樣的背景下，他的研究方向開(kāi)始從光學(xué)領(lǐng)域進(jìn)一步拓展，與先進(jìn)制造技術(shù)緊密結(jié)合。

方絢萊所在的團(tuán)隊(duì)，是致力于用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行前沿材料研發(fā)的佼佼者。團(tuán)隊(duì)深諳材料結(jié)構(gòu)的神奇，將高精度的3D打印系統(tǒng)用在微米和納米尺度上的材料加工?！拔覀兿氚阎圃煨酒募夹g(shù)，轉(zhuǎn)化為制造新型材料的工藝，讓材料實(shí)現(xiàn)華麗變身?！狈浇k萊解釋道。

2015年，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的微型晶格納米架構(gòu)材料獲評(píng)《麻省理工科技評(píng)論》十大科技突破之一。作為納米光電及3D納米生產(chǎn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的核心人物，方絢萊領(lǐng)銜了這項(xiàng)研究。在他的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)讓傳統(tǒng)的金屬、塑料、陶瓷等材料煥發(fā)出新的生機(jī)，展現(xiàn)出超輕、超強(qiáng)的神奇特性。

這項(xiàng)突破性研究的核心是讓傳統(tǒng)金屬材料“脫胎換骨”。方絢萊坦言，這一理念，其實(shí)早在20世紀(jì)90年代就已由團(tuán)隊(duì)中的一位同事提出，但受限于當(dāng)時(shí)的工藝和制造能力，只能停留在理論階段。通過(guò)設(shè)計(jì)特殊的微觀結(jié)構(gòu)，團(tuán)隊(duì)成功制造出了像云朵一樣輕盈的金屬材料。“想象一下，一塊金屬可以飄浮在蒲公英上，”方絢萊解釋道，“這種材料不僅超輕，還保持了金屬的強(qiáng)度和韌性，在航空航天等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力?！?/p>

在科研道路上，團(tuán)隊(duì)協(xié)作與智慧碰撞不可或缺，方絢萊深知這一點(diǎn)?！奥槭±砉W(xué)院就像一個(gè)巨大的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，不同領(lǐng)域的思維在這里碰撞出火花?！彼e極促進(jìn)跨學(xué)科合作，與力學(xué)、材料學(xué)等領(lǐng)域的專家深入交流。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還與醫(yī)院、汽車公司、航空公司、材料公司等合作伙伴展開(kāi)廣泛合作，這為結(jié)構(gòu)性材料的探索找到了更為廣闊的應(yīng)用空間。

目前，這些新型材料已在骨科、牙科、臨床的細(xì)胞體外培養(yǎng)等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到應(yīng)用。同時(shí)，方絢萊還與日產(chǎn)汽車公司、波音公司、巴斯夫等國(guó)際知名企業(yè)開(kāi)展技術(shù)轉(zhuǎn)化合作，推動(dòng)這些材料在汽車零部件、工程器件等領(lǐng)域的應(yīng)用。

盡管轉(zhuǎn)化過(guò)程漫長(zhǎng)且充滿挑戰(zhàn)，但方絢萊相信，在企業(yè)的支持下，這些概念性產(chǎn)品終會(huì)轉(zhuǎn)化為終端產(chǎn)品，服務(wù)于日常生活和人類社會(huì)的進(jìn)步。

“摩方”轉(zhuǎn)出新天地

“回到香港，首先是考慮到父母年邁，我希望離他們近一些，以便更好地照顧與陪伴。其次，我渴望向大灣區(qū)的產(chǎn)業(yè)學(xué)習(xí)，這里匯聚了眾多先進(jìn)的技術(shù)創(chuàng)新?！?022年，已是麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系終身教授的方絢萊辭去教職，投身新的事業(yè)征程。

在美國(guó)的求學(xué)、工作經(jīng)歷讓方絢萊深刻體會(huì)到，跨學(xué)科、無(wú)門(mén)戶合作的重要性。因此，到香港后，他意識(shí)到需要重新去深入了解這里的產(chǎn)學(xué)研環(huán)境。他相信，在開(kāi)放、包容的環(huán)境中，一定能夠找到更多的合作機(jī)會(huì)，共同推動(dòng)科研與產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。

得益于企業(yè)的資助和學(xué)校的支持，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)迅速搭建，這為方絢萊在香港的科研生涯打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！案兄x那些長(zhǎng)期合作者，他們的大力推薦和信任，讓我有幸接收到優(yōu)秀的學(xué)生。從剛到實(shí)驗(yàn)室面對(duì)著空蕩蕩的房間，到現(xiàn)在我們已經(jīng)能夠順利開(kāi)展一系列的研究工作，每一步都離不開(kāi)他們的無(wú)私幫助?！狈浇k萊說(shuō)。

▲方絢萊（左一）團(tuán)隊(duì)合影

在人才培養(yǎng)上，方絢萊深受恩師、前輩的啟發(fā)。設(shè)立高目標(biāo)，激勵(lì)學(xué)生不斷進(jìn)??；鼓勵(lì)他們?cè)诟信d趣的領(lǐng)域深入探索，不斷突破自我；這種培養(yǎng)模式對(duì)方絢萊影響深遠(yuǎn)，他也希望學(xué)生能夠在這樣的環(huán)境中成長(zhǎng)?！霸诿绹?guó)求學(xué)時(shí)，我看到一幅有趣的漫畫(huà)，將研究生比作幼兒園的小朋友，他們就像沒(méi)有被框架限制的幼童，看到沙堆便迫不及待地想要嘗試。這提醒我，在研究生的培養(yǎng)過(guò)程中，打開(kāi)思路、突破思維限制是多么重要。這種好奇心和勇于嘗試的精神，正是我希望在學(xué)生身上看到的?！?/p>

推動(dòng)有價(jià)值的技術(shù)向產(chǎn)業(yè)落地轉(zhuǎn)化，是方絢萊心里一直存著的念頭，事實(shí)上他早已在2016年就邁入了創(chuàng)業(yè)的征程，與合作伙伴共同創(chuàng)立了深圳摩方科技材料有限公司（以下簡(jiǎn)稱“深圳摩方”）。“創(chuàng)業(yè)的念頭在我心里千回百轉(zhuǎn)，但商業(yè)語(yǔ)言和技術(shù)語(yǔ)言有時(shí)完全無(wú)法溝通，需要一個(gè)優(yōu)秀的譯者。幸運(yùn)的是，我遇到了一個(gè)既懂技術(shù)又懂商業(yè)的伙伴，他就是我的合伙人賀曉寧博士。他帶著孩子到我們實(shí)驗(yàn)室參觀，本想給孩子找一個(gè)近距離接觸科研的機(jī)會(huì)，結(jié)果最后把自己變成了CEO，所以幸運(yùn)之神會(huì)在不經(jīng)意間降臨，帶來(lái)意想不到的驚喜?！狈浇k萊笑著說(shuō)。

成立8年，深圳摩方創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)孵化探索持續(xù)向前。近年來(lái)，公司有意識(shí)地與眾多前沿企業(yè)、高校科研院所、地方政府等合作，發(fā)揮“產(chǎn)、學(xué)、研”轉(zhuǎn)化優(yōu)勢(shì)，為不同學(xué)科/產(chǎn)業(yè)鏈提供新的技術(shù)支持和解決方案，探索孵化可量產(chǎn)的創(chuàng)新終端產(chǎn)品。

極薄強(qiáng)韌牙齒貼面就是一個(gè)代表性產(chǎn)品。傳統(tǒng)機(jī)加工的牙齒貼面產(chǎn)品厚度普遍在400微米以上，而通過(guò)深圳摩方顛覆性高精度3D打印技術(shù)制作而成的牙齒貼面，厚度可以降低70%，讓患者免磨牙就可以實(shí)現(xiàn)牙齒的美白和修復(fù)。

2021年開(kāi)始，深圳摩方攜手北京大學(xué)口腔醫(yī)院，聯(lián)合攻關(guān)極薄牙齒貼面產(chǎn)品從技術(shù)到應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)，推動(dòng)產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)的批量化生產(chǎn)應(yīng)用。

目前，超薄牙齒貼面產(chǎn)品除在日本推廣外，北美、歐洲也在緊鑼密鼓地推進(jìn)中。而在國(guó)內(nèi)，2023年年底，深圳摩方與醫(yī)療健康知名品牌美年健康已達(dá)成全面戰(zhàn)略合作，共同推動(dòng)口腔產(chǎn)品的普及。

“牙齒貼面項(xiàng)目初步驗(yàn)證了深圳摩方在創(chuàng)新孵化和產(chǎn)業(yè)支持方面的能力，但顯然，這僅僅是開(kāi)始。目前，更多的創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景仍在探索中?？茖W(xué)不是高高在上的知識(shí)，而是每個(gè)人生活中的一部分，主動(dòng)尋找可以從原始創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品，我們的目標(biāo)是讓眾多傳統(tǒng)精密制造強(qiáng)國(guó)看到‘中國(guó)創(chuàng)造’的力量?！奔词垢冻鲩L(zhǎng)期而艱苦的努力，方絢萊亦要堅(jiān)定前往。

方絢萊是一位充滿好奇心的探索者，他的許多研究都源于對(duì)未知領(lǐng)域的探索欲望。甚至有些研究可能初看上去并沒(méi)有直接的聯(lián)系，但正是敢于跨界思考和嘗試，讓他能夠在不同領(lǐng)域間找到新的交匯點(diǎn)，進(jìn)而催生出創(chuàng)新的研究成果。

以離子束為剪，方絢萊與合作者首次應(yīng)用納米剪紙技術(shù)造出納米尺度的光學(xué)器件。這些器件比常規(guī)的類似器件小幾個(gè)量級(jí)，可以產(chǎn)生更復(fù)雜的光學(xué)芯片，用于計(jì)算、傳感及通信系統(tǒng)或生物醫(yī)學(xué)設(shè)備。

探索水凝膠能量轉(zhuǎn)換的機(jī)制和理論模型，以及如何提高它作為便攜式清潔能源的實(shí)用性，方絢萊與上海交通大學(xué)的研究者合作提出了一個(gè)便攜式綠色能源的創(chuàng)新方案。未來(lái)用水凝膠作為一種新型的能量收集和轉(zhuǎn)換設(shè)備，利用環(huán)境中的溫度差或濕度差來(lái)生成電能，或可為健康手環(huán)、無(wú)線耳機(jī)、智能手機(jī)等提供清潔能源。

在水下超聲探索領(lǐng)域，方絢萊與廈門(mén)大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)合作，不僅闡明了海豚發(fā)聲和定位的新物理機(jī)制，還為水下通信檢測(cè)，以及動(dòng)物間交流機(jī)制的研究提供了新的視角。未來(lái)輕量化、高效率的器件可能會(huì)被應(yīng)用于民用探魚(yú)、水資源檢測(cè)等方向。這不僅能提升相關(guān)工作開(kāi)展的效率與準(zhǔn)確性，還能為生態(tài)保護(hù)和水資源管理提供有力支持。

懷揣對(duì)未知的好奇和渴望，不斷挑戰(zhàn)科學(xué)的邊界，科研的神秘面紗等待著方絢萊一層層去揭開(kāi)。