成艳华
东华大学材料学院副研究员
2021年6月15日，我们在东华大学材料科学与工程学院访问了该学院副研究员、2020级星友成艳华。两个月前，艳华星友刚入选了“上海科技青年35人引领计划”提名奖。
一个热爱工科的女生
1986年，成艳华出生在南通一个普通家庭。艳华的父亲经营着一家建筑公司，母亲则全职照顾家人的生活与工作。由于父亲工作需要，出生之后的小艳华先是随父母在江西工作生活，到了读书的年纪，又随父母返回南通，开始过相对稳定的生活。如果说江西为小艳华崇尚自由与热爱自然的天性提供了一方沃土，那么故乡南通给予她更多回忆的则是重教之风，以及她在求学中的成长。人本主义心理学先驱，现代自我心理学之父阿尔弗雷德 · 阿德勒（Alfred Adler）说：“幸运的人一生都被童年治愈，不幸的人一生都在治愈童年。”艳华星友在介绍自己童年生活的时候，引用了这句名言，并且告诉笔者，她认为自己属于幸运的人。
中学时代给成艳华的印象最为深刻。她用了两个词概括：魔鬼化训练与半军事化管理。艳华的数学成绩突出，物理也是她的优势学科。那一时期的她受家庭的影响很大，一直想学建筑专业。然而，并不尽如人意的高考结果，似乎一直在磨练成艳华的耐性与韧性。
成艳华自嘲，她的高考很不顺。第一志愿（考前填）报了复旦大学生命学院未果。她不得不选择去东华大学。而后她又参加了一次东华校内换专业的考试，到了专业相对强势的材料学院。当时学校允许1%学业优异的大二学生可选导师进实验室。成艳华选择了朱美芳老师。成艳华鼓足勇气，开门见山地向时任东华大学副校长的朱美芳自我介绍。她的敢说敢为给朱老师留下了深刻的印象。
东华、北大、UCLA，在“折腾”中磨砺和成长
大三那年，朱老师让她随师兄一起到北大化学学院周其凤老师那里做甲壳型液晶高分子纺丝。两周后，整个实验还差7步中的最后一步尚待完成，成艳华就又向朱老师申请了一个月时间。她非常喜欢北大的氛围，于是大四下半学期，艳华再次向朱老师提出想到北大去做毕业设计，朱老师同意了，并鼓励她把甲壳型液晶高分子纺丝做出来。毕业设计结果出来后，北大老师建议成艳华再接再厉，尝试去改变高分子片段的化学结构。液晶基元改变可以影响材料的相态，对材料的宏观性质有影响。这类课题在北大比较成熟，相比之下，东华当时还未开展这方面课题。已获留校保研的成艳华再次向朱老师申请两年时间，留在北大完成课题实验。当然朱老师又一次同意了。尽管成艳华只是借读北大，但三年的北大学习生涯让她收获颇丰。她还记得在北大硕士第一门课就是学术道德与规范。
2010年底，临近硕士学业结束时，朱老师建议成艳华申请国家公派留学计划，并如愿进入美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）开始了公派留学的生活。初来乍到的艳华发觉自己面对的是一个全新领域——偏无机材料的锂离子电池器件，与她原先做的高分子几乎无关。尽管第一年她有点迷茫，但是做成样品后得到课题组卢云峰老师肯定，而后为解决实验电池性能不稳定问题，她又差不多用了一年，其间她还写了三篇文章。说起英文论文写作，成艳华说她之前完全不知该怎样写，只能一点一点地学。为了解决逻辑的问题，她从网上下载各种范文。第一篇文章她用了半年时间。这个过程中，卢老师教她怎样“讲故事”，怎样理顺逻辑关系，关键是怎样把故事的核心讲清楚。成艳华说，这是她真正知道怎样写SCI论文的开始。
参与纳米材料与AIE项目，在材料科研领域深耕
转眼间到了博士最后一年。成艳华回到东华大学，参加由朱美芳老师牵头、复旦大学彭慧胜团队、上海交大冯新亮团队三家共同承担的纳米材料重大基础研究项目。项目要讲明杂化材料的重要性，以及通过怎样的手段把纳米的优异性质在宏观层面上呈现出来，服务于能源存储和智能感应等领域。这个项目也是她在朱老师指导下开展并完成的。这一年，也让多年在校外漂泊的艳华同学比较系统地补习了东华材料科学与工程的课程，特别是关于纳米杂化思想对她博士后课题研究有直接的内在联系。2015年底，成艳华博士论文答辩，周其凤老师、洛杉矶分校的卢老师都专程从北京、美国赶来东华为学生鼓劲加油。
2016年5月，经朱老师推荐，成艳华去香港科技大学唐本忠院士那里做博士后课题，开始聚集诱导发光（AIE）的研究工作。聚集诱导发光是唐院士首先发现的一种荧光分子的反常发光现象，传统荧光分子在溶液里发光，固态下不发光，而AIE荧光分子则相反。唐院士对这一现象深入研究后在概念和理论层面上做了总结，并在许多领域得到验证、应用，解决了传统分子固体发光淬灭的问题。这项原创性工作后来得到了2017年度国家自然科学奖一等奖。由于成艳华来自东华大学，唐院士希望艳华探索AIE技术如何用在纤维材料上，通过加入这种荧光分子产生的光子信号来逆向感知（高分子纤维）凝聚态结构的变化。由于准备充分，成艳华在香港科技大学的科研工作很顺利。让她最有成就感的是终于做成了湿度感应纤维材料，通过发光颜色变化能感知三维空间的湿度变化，通过湿度变化探究皮肤汗腺孔的可视化变化。
2021年4月，在“上海市科技青年35人引领计划”提名奖颁奖现场
从“不相干”到“相干”：AIE + 纤维
AIE技术如何与不相干材料相干是我们想进一步了解的问题。
一个学术概念或思想的提出能打开一个领域，也能指导更多的科研和生产实践，正如20世纪中叶，为突破细胞生物学远缘物种细胞杂交的屏障而开展的开拓性工作，为后来的体细胞融合做了前期准备和有益探索一样。当听说成艳华的课题也是围绕杂化思路开展，我们觉得是找对人了。结合以上成艳华提到的聚集诱导发光有机分子和高分子网络（纤维）这两种不相干材料的杂化内容，就请她就此做一些展开介绍。
成艳华说，这两种不相干材料一个是AIE荧光分子——一种发光小分子，另一种是纤维材料，这两种材料是风马牛不相干的。把荧光分子作为内置传感器引入到纤维，和纤维一起加工，利用AIE分子来感知纤维加工过程中的变化，希望让纤维变得更智能。荧光分子远比纤维小，在纤维大环境中相当于小机器人如何实现各种纤维加工参数的调控。这和国内已有科研团队实现的发光发热是不同的思路：借助分子小机器人来感知纤维结构的改变，通过分子构象、排列的改变产生可识别的光学信号，如颜色、强度等。
在线、可视化感知AIE+纤维牵手的细节
成艳华说，唐院士是让她从纤维角度来验证AIE在高分子材料中的智能化响应。具体而言就是采用AIE荧光分子作为“内置传感器”，利用其在不同微观环境下发出不同荧光颜色的优势，与高分子网络（纤维）进行物理或共价键联（化学键、离子键、氢键等），使原本不相干的荧光分子和高分子纤维这两种材料相“勾连”，达到两者“手拉手”的效果。进一步根据荧光分子产生的宏观光学信号来逆向感知高分子微环境变化，实现高分子链结构、凝聚态结构及其杂化结构的在线可视化研究，建立高分子材料结构与宏观光信号之间的构效关系，推动光学响应性材料的智能化应用。
通过光子信号感知湿度、粘度、温度变化
为了说明如何推动光学响应性材料的智能化应用，成艳华以湿度感应发光颜色变化为例做了解说：人类的生存和社会活动与水汽密切相关，荧光成像无需外接微电子设备，通过外界水汽对荧光材料诱发的微环境极性变化，利用UV光激发即得到不同的“肉眼”可见的颜色，从而实现对外界环境湿度的时间-空间实时响应。制备得到的AIE传感材料实现了湿度实时、准确、定量、可视化检测。成艳华介绍，进一步通过非接触诱导刺激实现对纤维材料非接触感应，湿度导致颜色的变化，这是手指上的湿度产生的，而且已经可以从蓝色、橙色到红色的变化来显示不同的湿度。除了湿度感应，进一步还可以与高分子网络结合，通过光子信号来感知软硬度、结晶度、变化，也可以感知手性方向变化。这些都已经在实验环境下实现了。
受这些实验成果的启发和激励，回到东华的成艳华在朱老师的鼓励下，通过启明星项目等资助，已成功通过纺丝技术将以上AIE传感材料分别加工得到连续纤维，大幅增加材料的活性比表面积，提高智能材料的传感性能，实现人体活动跟踪监测（甚至极少量水汽），包括指纹/汗孔成像应用和人机界面定位等，为集成化新器件设计提供可能。可以预见该类AIE湿度传感纤维在电子工业、化学工程、环境科学、国家安全、航空航天等领域有着光明的应用前景。
带领学生一起进行项目攻关试验
建立起科研与成果转化自信尤为重要
成艳华认为，做科研还是相对容易的，只要解决一个问题，讲明白一个故事，就可以发一篇文章；但做产品是最难的，就像水管一样，一点不通，全面堵塞。迄今为止她已获得授权专利25项，获得2019年度中国纺织工业联合会科学技术奖-科技进步二等奖，入围了纺织行业军民两用技术创新成果。这次她止步于2021年“上海科技青年35人引领计划”提名奖，也促使她对科研成果产品化、产业化意义产生了更为深刻的认识。
作为采写者我们想再谈几句感言。包括成艳华在内，我们采访的每位启明星朋友都各有故事，各有人生的经历，其中有鲜花，有掌声，同时也伴随坎坷、失败带来的磨砺和成长。其实这才是启明星项目最有价值的部分。正如本期受访星友成艳华经过不断摔打，逐步建立了科研和科技成果转化自信，这种自信也是她今后成长发展的最好根基。
侯璟琼、江世亮采写于2021年6月27日
