发布日期:12/27/2017

Klaus-Dieter Liss教授是由以色列理工学院招聘并派到广东以色列理工学院工作的全职教授。他本科毕业于德国慕尼黑工业大学,后于德国亚深工业大学获得博士学位,在中子和同步加速器辐射方面有超过30年的研究,是如今全球研究中子和同步加速器辐射在材料化学应用的引领者。Klaus-Dieter Liss教授曾任职于法国劳埃-朗之万研究所、欧洲同步辐射装置、德国电子加速器(GKSS)、德国电子同步加速器(DESY)、日本原子能源机构、澳洲核能科技组织等,发表逾百篇论文。
您能简要介绍一下您的研究方向吗?
我利用量子束研究探索先进材料。我们现在可以去世界各地使用大型设备,利用设备中产生的中子和同步发射X射线做顶级实验。
我的主攻领域是材料结构和动力学新性能探索,融合仪器科学、材料物理学、化学和工程学等学科对运动条件下的材料进行原位时间分辨研究。其中,我主要的研究方向是金属、合金,包括经过形变热处理的工程材料。在这方面,我首创了一些新的中子和同步发射X射线研究方法,例如其中有一种,我称之为“材料示波镜”。利用时间分辨的同步发射辐射,我们可以追踪到一些工艺过程中有塑性变形和回复而产生的微观组织信息,比如锻造、挤压和辊压。我另一个主要的研究方向是受外部刺激的功能材料,如多铁性材料、能源材料和非线性材料等在电磁、化学刺激下的响应。在外界各种因素,包括温度的刺激下,这些材料可能会出现相变或其他结构上的变化。最近,我就采用极温作为实验条件。这种复杂的方法不仅面临实验方面的挑战,还需要充分应用完整的散射理论。先进的表征手段可以极大促进材料研发——采用基本光子束技术新方法,可以找到材料新功能。另外,我们的研究成果还交叉应用于化学和地质学。

能否列举更详细的例子说明您的学术生活?
我的工作主要是和同步发射器和中子源等大型仪器打交道。这些仪器价值数十亿美元,设有20到50根光束线和终端站。通常,来自全球各地的研究者每次在这些仪器上做3-7天的实验,所以,拥有这些设备的研究所就变成了一个大型的“学术熔炉”。作为博士后和科学家,我为研究中心的实验用户提供技术支持,在研究中子和同步加速器的学校授课。1998-1999年间,我在德国埃朗根大学教授高级衍射理论课并举办结晶学专题报告。对学术水平的更高要求推动我做这类高水平实验研究。
在过去的20年里,我花大量精力指导了一批研究生、博士生和博士后。经过长期和伍伦贡大学合作并为之培养学生后,我正式成为伍伦贡大学的荣誉教授——和全职教授享有同样的学术地位、权利和义务,但是我的工资由我工作所在的澳洲原子核科学与技术组织支付。
我教授材料工程,主要是X射线衍射、电子、结晶学和显微学等表征技术,曾多次在美国矿物金属材料学会(TMS)、美国材料研究学会(MRS)、THERMEC和PRICM等大型国际会议上组织同步加速器和中子散射应用的专题研讨会和专题报告。
参加会议极有益于学术交流。在回复这封采访邮件时,我正在前往美国波士顿的飞机上,参加2017美国材料研究学会秋季会议。会上,我将与国际合作伙伴讨论我们目前和未来的项目,交流如何录取学生和申请资金,参加演讲辅导班,学习如何对外支援。我们还参加专题研讨会,听取报告并积极参与讨论。
我还会在2017美国材料研究学会秋季会议发表演讲,这是我首次代表GTIIT出席这样的场合。
这些年来,我发表过的演讲有逾百场,应主办方要求发表的重要演讲约50场——后者是衡量科学家学术表现的重要指标。会议组委办一开始让我修改会议议程,后来让我修订学术期刊上的专题论文。这类活动给世界各地的材料科学组织提供了巨大的学术交流机会。我还成功创办了《量子束科学》期刊,担任主编,同时幸运地录用到一批对这个项目有兴趣并愿意提供帮助的资深科学家作为期刊编辑。2017年,负责材料科学板块的《材料应力和质地分析》专题期刊的客座编辑才刚到任,我们就马上出版了第一期。


Klaus教授的笔记本
您为什么会选择学习物理?它对您有什么样的意义?
我很小就好奇心十足,总想着探究自然的奥秘。我在学校宿舍里摆满了零零碎碎的电子器件,比如从收音机和电视机里面拆下来的电子管和真空管、自组装的无线电发射器等。我将其重新组装成电路,想要从中了解这些设备和电磁波的原理。学习物理让我对其原理有更深入的了解。我将冰箱里面的泵拆出来,给一个罐子提供真空条件,再用电视信号发生器创造出高电压,从而研究电气放电的发光现象。同时,我对天文学和泛函分析极为着迷,闲暇时间都沉浸在多项式和星球轨道研究中。上述的兴趣越来越浓,到了大学,我很自然选择了普通物理专业。由于关注世界的方方面面,我上了很多天文学和粒子物理学的选修课——学习仍存在于人类想象当中或者人类试图了解的大大小小的事物。
我本科曾在全世界最早设立的生物物理实验室工作,那里的一个教授问我是否愿意去法国格勒诺布尔的劳埃-朗之万研究所做实习生——劳埃-朗之万研究所可是世界上最早最著名的中子散射装置中心。从那时起,我在国际上开展基于大型设施的研究生涯拉开了序幕。现在,我的研究和材料的关系越来越密切。还记得我的导师对我说过:“你会惊讶于材料科学中包含了那么多有趣的物理现象。”回想起来,这是我得到最好的建议之一。

博士毕业之后,您已经有职业方向了吗?
博士毕业之后,我明确地选择了研究和学术方向。即便是今天,我还是对基本的现象和知识充满兴趣。我仍希望继续发展这种爱好,并让这种爱好在学生身上延续下去。当时,我得到了四个在大型设备中心工作的机会,包括获得欧洲奖学金并前往日本的机会——这也是我最心仪的项目。但当时,欧洲同步辐射光源(ESRF)也向我发出邀请。欧洲同步辐射光源拥有当时世界上最大、最顶尖的同步加速器。这个机会太难得了,我得接受这个新建的国际性设备中心的工作机会。我第一个任务是在安装光速线和仪器,用这些前所未有的仪器探索其在材料科学研究中的应用。我一直希望待在这个领域里面,追求自己的科学和学术上的目标,然后成为一个教授,这个过程让我很难灵活地处理工作、家庭和生活。为了实现目标,我在很多国家生活过:德国、法国、澳大利亚、日本,如今在中国。GTIIT唤醒了我的开拓精神——建设大型新设备,并接受教学和研究上刺激又充满挑战的任务。这里不是我追求的终点,而是有着更多机遇和追求、更宏伟的新开始。
(*欧洲同步辐射光源(ESRF)位于法国东南部的格勒诺布尔市,是世界上首座第三代同步辐射光源。)
有没有什么特别的经历让您更加坚定走科研的道路?
说到这里,估计已经说了不少关于我职业上的追求了。
两周之前,我前往日本质子加速器研究中心(J-PARC),开展一项极端实验条件下钛铝化物的中子研究。这座叫做“Atsuhime”的仪器巨大无比,压力能上到几千吨。我们将3毫米大的样品装进5毫米大的马弗炉中,再放进设备里面,压力和温度分别加至10 GPa和1800K(即1526.85℃)。本质子加速器研究中心下属材料与生命科学设备长达数公里,内含一个加速器,一个同步加速器和一个中子散裂靶。单单是这个实验楼的中子束就装有20个长达一百米的光束线。里面的衍射计如此之大,你得走进去才能换样品。我必须说一句,即便是31年以后,这台仪器对我的吸引力还是不亚于学生时代的我第一天接触这种仪器的兴奋之情!要做激动人心的实验可不容易——每个实验都有其难点,可能是实验的环境难以达到要求、样品的获得和光束条件难以实现等等。最激动人心的时刻莫过于在实验数据中找到你想要的结果或者新发现。你会感到血液沸腾、肾上腺素升高。我经常做实验直至深夜或者第二天早上,才骑着自行车回宾馆略作休息。当自行车飞驰经过几公里长的加速器时,我忍不住想:伙计,所有的努力都是为了你这个小小的样品呐!我多么希望能够带上GTIIT学生一起做这个实验,这样,他们就能与我一同收获、同时传承这种实验中的喜悦与经验。

作为一个享誉国际的教授,是什么造就了您的成功?年轻科学家应如何把握机遇?
有目标、有动力、有恒心、灵活应对。
保持好奇心,精益求精,不要在失败面前止步。有时,机会来临之际,你没有太多时间思考,必须做出选择。比如,博士后研究工作刚刚开始,我只知道踏踏实实赴全力,甚至都没有意识到自己当时已取得成功。几个月之后,我的上级把我叫到了办公室,关上了门。他所在科研组的组长也在。他们问我是否愿意成了一个全职的科学家,我不假思索地回答:“好。”会面的最后,他们叫我认真考虑一下,和我的妻子商量商量,然后尽快让他们知道我的决定。我毫不犹豫就回答说:“我已经做出了选择,就是‘好’。”事实上,这样的机会和我的目标及理想是一致的。所以,抢在机会溜走之前,我抓住了它。心怀理想,想象各种可能的情景:如果这件事情发生,那将会……”准备好应对方法很重要。
后来我意识到,当身处群体中间,人总是喜欢让别人去做决定,而不是自己主动做决定。这时,你的机会来了——做出能够平衡自身利益和群体利益的决定,不要将自己的利益置于群体利益之上。
知道吗?我得到第一份工作的原因是我知道怎么样修车。后来,我所在科研组的组长告诉我:“同步加速器就像旧车——总是需要修修补补”——这是真的。我发现自己总是在倒挂在支撑架上,拆除或安装发动机、编码器和真空管。
从各个领域而不仅仅是你所在的学科中汲取经验是很重要的! 我做博士毕业设计时,反应器坏掉了,这背后却孕育着巨大的机遇——我不得不寻找其他的表征方法——于是,我找到了同步发射器的高能X射线。如今,我经常听别人说:“这个不是我的实验,也不是我的领域,为什么我要参与其中呢?我又能得到什么好处?”对此,我的建议是把眼界放宽,超越自己的领域,帮助他人,获取不一样的经验并运用起来。下一次,就到你这样做了!
简单的实验和研究前人已完成,我们的追求是更多的知识和更先进的技术,这就需要更复杂和交叉学科的研究。我看到了这个前景,写下了貌似可行的研究计划和目标。尽管对于如何实现,我还没有任何头绪。但是根据计划,我不断向着目标前进,并对自己做出巨大的承诺:现在,我得实现它。这个激励方法在大多数情况下是有用的。当我越来越清楚应该如何具体实施时,实验效果甚至超过了预期目标。新型同步辐射源(也称“自由电子激光器”)工作原理与之相似:没有人能够明确得知实验过程的现象和实验结果。但是,如果我们调动各方力量做好实验,利用好新的研究成果,实验将会非常成功。这就是科学最重要的地方!
还有一些其他重要的建议:要成为科研组的领导者,也要合作;建立自己的圈子,参加专题研讨会、外联工作、团体交流——比如积极参加当地的材料科学组织;举办专题研讨会和大型活动;参与期刊的编辑和修订;帮助他人。还有,不能言弃!

您对GTIIT的印象如何?
非常好!这里充满机遇,前途无量!我得说一句:这所由以色列理工学院和中方伙伴合办的大学真是棒极了!这是一所全新的学校,干净,漂亮,每个人都充满干劲。而且,我们已经录取了学生,学术生活已经开始了!
一年半前,我注意到了GTIIT, 并考虑要不要加入,有朋友认为这是个好机会。当我得到这个工作机会时,资深的学者对我说,这个是高水平的大学,你得去!我1994年加入欧洲同步辐射中心,中心的同事也给了我同样的建议。现在,GTIIT是全社会的焦点,很多记者不断采访我们。连广州白云国际机场出入境的官员都知道:“啊,你是去那所新大学工作的!“我认为GTIIT越来越受重视,现在,让我们一起奋斗吧!
您对汕头的印象如何?
我最喜欢汕头的地方在于它不是太大!在GTIIT附近,我们有桑浦山;校园离市区很近。我来汕头已经两个月了,但还没有探索完周围的事物——除了周末的一场很棒的短途旅行,我们体验到这里的文化,比如陶瓷微书、钢琴演奏会和茶道表演等等。我在南澳岛冲浪,平时也去爬山。牛肉火锅味道很棒。而且,汕头有着高水平发展的潜能。这里的机场很新,还有高铁,云轨也在建设中。GTIIT将会建设南校区——希望会建设成本地高水平机构。我只需要在这里考个驾照,买一辆汽车,探索附近我不了解或者偏僻的地方——我已经充分准备好了,我把我的攀岩服和冲浪装备都带过来了。
*Klaus是攀岩爱好者,也是专业冲浪教练。


文/图:GTIIT传媒与公共事务部
