项目介绍

“赫曦基金”：取名自岳麓书院赫曦台，蕴意着青年教师像初升的太阳璀璨明亮。

2020年赫曦基金启动。我校92级工程力学专业校友、清科集团董事长倪正东先生，96级信统专业校友、富途控股创始人、CEO李华先生为首批捐赠人。2021年，中国金融教育发展基金会捐资支持“赫曦基金·湖南大学优秀教师新人奖”，奖励学校35岁及以下全职在岗的优秀青年教师，激励青年教师成为世界一流大学建设的生力军。

李甲，机械与运载工程学院副教授、博导

01 从“沉浸”到“极致”

2015年，李甲还只是一名在读博士时，导师方棋洪教授有次无意间讲述了日常科研小情景：前天晚上做理论推导时达到了忘我的状态，当结束工作后一抬头，发现竟已是凌晨两点。这只是一件小事，却在李甲脑海中留下了深刻印象。导师的玩笑话，李甲句句听入心里。入学来导师刘又文教授和方棋洪教授严谨专注的科研精神本已使他敬重不已，而老师日常投入科研的状态更使他深为震撼。从此他拔高了对自己的要求，修改了对专注的定义：“工作的专注度不能只用时间尺度来衡量，而是要以自己是否达到沉浸式的状态为衡量标准。沉浸式的研究状态会让你忘记时间。”

航空发动机作为飞机的动力装置，是飞机的“心脏”，因制作工艺极其复杂而被称为现代工业“皇冠上的明珠”。中国航空发动机的制造水平与西方发达国家相比还有一定差距。高性能合金材料的开发是促进航空发动机发展的重要基础，李甲说：“专攻合金设计、结构优化，提高我国在合金方向的基础研究能力，为我国提升航空发动机制造技术提供理论支撑，这就是我在做的。”

2015年至今，李甲选择在航空航天领域的高温合金强韧化与高效设计方向进行深入研究，主要负责计算和结构优化，为材料成分与工艺优化提供参考路径。李甲直言，高温合金研究并非新兴热点，且研究成本极高，但自己“依然决定着力于高温合金，因为将工作做到极致不仅要研究‘真问题’，解决理论基础，更要解决‘真问题’，满足国家科技重大需求”。同时，他将研究积极拓展到刚兴起的高熵合金领域，在该领域中最可能发现新型高温合金以替代现有镍基高温合金。

李甲在实验室接受采访

02 建“高楼”和坐“冷板凳”

在高熵合金体中，有时会产生无法以现有知识理解的现象，最常见的就是原子半径差异引发的晶格畸变效应。严重的晶格畸变效应和现知的合金体存在巨大差异，高熵合金会发生许多不可预知的变化，违背已有的固定规律，打破传统认知。面临新研究领域的挑战，李甲不仅要辨清新现象原貌，还要通过控制计算变量来理解现象怎么影响结果的：“我们不仅仅要看到单个事物，还要搞清楚事物的全貌，不仅‘窥豹一斑’，更要‘知全豹’。”

面对这些难题，李甲选择成为“第一个吃螃蟹的人”：“我们做高熵计算方向非常早，至少是世界前三。研究起步非常困难，当时没有人认可我们。”刚开始接触高熵合金方向时，李甲的论文曾被反复审稿四次。审稿人提出两个“不可思议”的问题：首先，对该领域来说，这项工作的创新性在何处？其次，为什么说这项工作至关重要？面对审稿人的质疑，李甲没有正面“交锋”，选择“迂回”解释，通过建模来证明计算结构的确有可能发生。他与合作者一起查阅了合金亚稳工程领域近百篇重要文章，从合金发展历史的角度阐述了高熵合金的重要相变领域目前仍处于未被揭示状态。如何打破强度和韧性制约关系是材料领域一个有待解决的科学难题，通过设计亚稳态高熵合金可以打破这种制约关系，更有效地引导近无限成分空间的高通量设计。通过李甲的反复例证和多次申诉，最终，这篇文章在权威期刊Acta Materialia发表。文章在国际上首次通过分子动力学模拟方法揭示了亚稳高熵相变诱发塑性原子尺度机制，为开发新型高强韧高熵合金奠定了关键的理论基础，被引用超过百次。

由此李甲意识到，做科研不仅要吃得了苦，还要耐得住被质疑的折磨：“被退稿对科研工作者的自信心打击是很大的。在他人质疑时，我们必须坚信自己的工作。”

今年发表于权威期刊PANS的文章，实际上在2019年已经完成初稿。三年时间的慢慢搭建，发表后再回首，初稿和最终成果已然有着天壤之别。扎实的模拟计算需要时间沉淀积累，这是一个从量变到质变的过程。“从不懂，到有点懂，到慢慢清楚事物本质。”李甲回忆到。令人难忘的是，文章在审稿过程中并没有受到什么阻碍，但遇到的问题是意料之外的：李甲团队的样品从香港寄来，在学校完成实验的一环后，需要借助上海的实验室完成最后一步。但当时学校和上海同时出现疫情，快递无法及时运送到实验室。一边是样品快递停运近一个月，另一边是交稿的被迫推迟和编辑部的不断催促，李甲每天都会打开手机查看快递派送情况，体会到心急如焚却无能为力的感觉。最后，他摒除杂念，在等待上海样品到达实验室的同时，会同合作者徐先东教授将晶格应变的原子尺度电镜表征实验做完。

科研工作就像建造高楼，并非一人一天能完成，而是需要大家每天沉下心来推进一点：“一开始这座楼尚未成形，当时间逐渐沉淀，功夫慢慢做深，回首再看，也许这座小土堆已经成为了一面墙，或者是一道坚实的脊梁。”目前，李甲已在PANS、Materials Horizons、Acta Materialia、Journal of the Mechanics and Physics of Solids等国际国内知名期刊以第一作者/通讯作者身份发表论文70余篇，申请和授权发明6项。业界的高度评价和荣誉等身没有使李甲自傲松懈，反而成为了督促李甲不断攀登努力前进的巨大动力。

李甲每天保持时间极长的高强度工作，节假日也从未停歇。有时想问题到了半夜，亦梦亦醒时有了新想法的他甚至会从床上坐起来继续工作。这种顿悟并非幸运的灵光一闪，而是长期思考积累而来的结果。这种心中时时牵挂科研问题的态度也感染了团队的其他成员。

一年冬至，李甲邀请学生到家里做客。“在吃饺子的过程中，大家竟然开始讨论一个没有被解决的问题。”李甲回忆，这个悬置了半个月的难题就这样在美食和欢笑中被解决了。针对这个难题所作的文章创新地将统计学原理和概率理论运用在力学问题上，发表在固体力学权威期刊。“不断保持思考是灵感迸发的唯一途径。只要付出足够的前期努力，或许在聚餐时，或许在讨论时，想法会突然出现在你的脑海里。”

李甲指导学生做实验

03 助力“破土”的“播种者”

2018年，成为一名青年教师后第一次站上讲台讲授《材料力学》的李甲激动非常，每次都要做好充分的准备才会站上讲台：“在周末我会先备课一次，在上课前一晚我又会再备一遍，甚至闭着眼睛都知道每个知识点在PPT、在教材的哪个位置。”李甲的精心准备是为了保证自己讲授知识的准确性，这是对学生负责任的表现。但他也经常提醒学生，书本上的知识并非全然正确，要结合最新的科研成果来质疑、修正、甚至推翻之前的陈旧知识。

李甲用鱼和水的关系比喻师生关系：“看上去是老师带领学生，其实学生也成就了老师。”学生在实验室时，李甲坚持陪同答疑，直到最后一个学生做完实验才会离开。虽耳提面命，但李甲也致力于将学生培养成独立优秀的个体，让他们在离开课题组后仍有继续科研的实力。他使用“可预见式训练法”，将具有前沿性但难度停留在最近发展区的问题抛给学生，推动学生自己探索答案，让他们在基础训练中逐步成长，帮助他们不断突破自身极限。他还让组里的“老人”学着带“新人”，培养他们独立带领团队的能力，这样“更能让他们的翅膀硬起来，好好地飞出去。”在学生成长的过程中，李甲也在2021年获全国力学类优秀本科毕业设计论文指导老师。

李甲认为，做科研时能力固然不可或缺，但最重要的是坚持到底的信念：“要对科研有信念，对专业有信仰。”这种观念也贯彻到他的教书育人中，李甲希望学生有敢为人先、奋勇前行的科研精神。“种子被埋到了土里，就有了生的希望。但是在泥土的一片漆黑之中，种子并不知道什么是光明，只有破土而出才行。”培养学生有着许多的不确定性，但李甲始终选择锻炼学生意志、学会“破土”能力，而非“轻松”的道路。从2018年开始，李甲每一年带的学生都能够在本科阶段就发表sci论文：“这样的路（科研之路）虽然一开始难走，但是会越走越平坦。”

李甲与学生探讨课题

人物卡片

李甲，副教授、博导、岳麓学者。2017年博士毕业于湖南大学，期间于美国佐治亚理工学院联合培养一年。

李甲面向航空航天等领域重大需求，主要开展航空发动机用高熵合金的强韧化机制及服役性能、镍基高温合金结构一体化设计等，于PNAS、Science Advances (Science子刊)、Cell Reports Physical Science (Cell子刊)、Materials Horizons、Acta Mater、Journal of the Mechanics and Physics of Solids、International Journal of Plasticity、Nano Letters、Journal of Materials Science& Technology等国际知名期刊发表研究工作70余篇。

来源 | 湖南大学人力资源处

编辑 | 周亦乐  审核 | 向杰