【今日师大人】“高被引学者”汤龙程：每篇论文都有实际意义！

日前，我校材料与化学化工学院汤龙程教授上榜爱思唯尔2023“中国高被引学者”榜单，凭借亮眼成绩——SCI期刊论文总被引超11000次、H因子达58入选化学高被引学者。

“汤老师堪称中青年学者的典范。”材化学院党委书记江齐里赞赏道，“他近两年连续入围全球前2%顶尖科学家榜单‘终身科学影响力榜单’和‘年度科学影响力榜单’”。

“发论文不是终点，转化落地才是”

在汤龙程的18篇ISI-ESI高被引论文中，最高被引1210次的是一篇题为“The effect of graphene dispersion on the mechanical properties of graphene/epoxy composites”的论文。汤龙程却说这不是他最得意之作。 “目前我最满意的一篇论文是‘Efficient Flame Detection and Early Warning Sensors on Combustible Materials Using Hierarchical Graphene Oxide/Silicone Coatings’，2018年发在ACS Nano上。”汤龙程告诉记者，“这篇论文被引用次数不算很高，大约230次上下，却创造性地提出新型电阻型火灾预警/探测传感器的概念，进而形成了团队的一大研究方向——硅基功能纳米复合涂层与火灾预警传感器，这很新很前沿”。

之所以称其为“新”，原因在于汤龙程团队的这项研究工作将传统预防易燃材料引发火灾隐患的两种主要策略，一种是对易燃物进行阻燃改性，另一种是对易燃物的早期高温预警，进行合二为一。“能不能通过某种化学反应，把‘阻燃’和‘预警’主被动一体化结合起来？”多年在有机硅化学及材料技术教育部重点实验室“摸爬滚打”的汤龙程一下就想到了“有机硅”和“纳米材料”相结合。

有机硅是一类结合了无机硅（Silicon, Si）的稳定性与有机基团（如Si-CH3）多样性的化合物。其高分子材料是以Si-O-Si键为骨架构成的有机/无机杂化材料，在航空航天、高端制造等领域有着不可替代的作用，是我国重要战略领域重点支持的新材料之一。

“我们与中国工程院外籍院士、悉尼大学Yiu-Wing Mai教授合作，通过在各种易燃材料表面构筑多层次有机硅/氧化石墨烯涂层，并与低压安全电源（<36V）和报警灯连接，制备了火焰快速探测/预警传感器装置。”汤龙程解释道，与传统烟雾火灾探测器相比，这种在硅碳协同阻燃机制下制备的新型电阻型火灾探测/预警传感器具有快速、稳定、实时、绿色阻燃等特点，可以高效探测和预防易燃材料的火灾等重大安全威胁，同时克服了传统烟雾报警器响应时间慢、无法适用室外复杂恶劣环境和早期预警等缺点，结合无线传输技术和可视化软件，在建筑、交通、森林等领域内火灾监控和预防具有广阔的应用前景。

“通过合理设计硅碳复合阻燃剂的种类、比例、粒径、分散状态等，实现对材料阻燃性能的有效调控。这种硅碳协同阻燃策略既考虑了材料在燃烧过程中的热物理、热化学变化，也兼顾了环保、工艺可行性和经济效益。”在汤龙程看来，对于材料与化工学科，发表论文绝不应该被视为科研活动的最终目标，而是提供一种解决问题的新思路或新方法，最终的目的是将科研成果转化为实际应用，使之在现实生活中落地生根，产生实质的影响。

事实上，几乎每一篇论文背后，汤龙程都在尝试解决一个现实问题。比如，作为通讯作者的汤龙程，在一篇2023年发表的“Self-adhesive Polydimethylsiloxane Foam Decorated with MXene/cellulose Nanofiber Interconnected Network for Versatile Multifunctionalities”论文中，团队发展了一种自粘结硅泡沫材料制备技术，克服了传统硅泡沫表面粘结性差等瓶颈，为开发先进多功能硅泡沫纳米复合材料提供了新方法；相关研究形成的3项国家发明专利实现技术转化，并在合作企业成功开发出硅基纳米热防护复合材料系列产品。该论文合作作者、材料与化学化工学院正高级实验师张国栋无不钦佩：“汤老师能精准把握住团队的科研方向，掌握有机硅材料领域的最新进展，对重要问题常有独特的见解和思路，能够洞察出新动态、新趋势、新原理和新技术，在有机硅高分子纳米复合材料的基础理论研究和应用研究中游刃有余”。

“从舒适区走到未知区，靠的是团队和前辈的指导”

“特种氟硅高分子的设计、合成与反应机制”“导电/导热/阻燃等功能有机硅纳米复合材料”“耐热/隔热硅泡沫与硅气凝胶复合材料”“硅基功能纳米复合涂层与火灾预警传感器”是致力于有机硅复合材料应用基础研究的汤龙程归纳出的四大研究方向，并以此组建了“功能有机硅复合材料”团队。

“功能有机硅复合材料”团队毕业生集体合影

然而令人意想不到的是，2011年入职师大时，汤龙程并不是研究“有机硅”的，而是专注于做高分子纳米复合材料的基础研究。随着对有机硅材料、有机硅化学及材料技术教育部重点实验室的深入了解，固体力学/高分子纳米复合材料出身的汤龙程下决心走出“舒适区”，“转方向”。

“阅读大量前沿文献是必不可少的基础，尤其是有机硅新材料研究领域，而新能源领域应用的有机硅材料每3-6个月就更新换代一次，对新技术需求极为迫切。此外，就是要走出去参加各种学术会议，听报告见世面，也能了解行业的应用需求，有助于凝练科研方向。”汤龙程坦言过程“很痛苦”，能顺利转变研究方向，多亏了实验室里前辈们的指导和同事们的帮助，汤龙程边说边报出一连串名字。“比如水解缩聚反应、硅氢加成反应，或是硅羟基和硅氢之间的缩合脱氢反应......很多都是向实验室同事当面请教的，他们也从来都是耐心讲解。”汤龙程直言“很温暖”。不仅如此，汤龙程对学校提供的各类科研平台也颇为自豪。拿教育部重点实验室——有机硅化学及材料技术教育部重点实验室来说，自成立开始，紧紧围绕国家重大战略需求，以国家、地方重大课题和国民经济发展急需解决的关键材料问题为目标，开展攻关研究，凭借出色的科研成果获批成为国内唯一专门从事有机硅材料研究与开发的教育部重点实验室。

汤龙程在有机硅实验室指导学生

“学校为我们提供了非常好的实验条件，比如实验室里的设备器材某种程度上可以避免产品开发过程中带来的‘放大效应’问题。”汤龙程口中的“放大效应”，指的是在将实验室规模放大到工业化生产规模时，由于设备尺寸、操作条件、物料处理方式、传质传热特性等方面的差异，导致在放大过程中出现原本在小规模实验中未显现或未充分考虑的问题，影响到放大后生产系统的性能、效率、安全性或经济性。通俗来讲，就像家里的小灶和餐馆里的大灶，烧出的菜品味道可能大不相同。“要知道工业量产是‘吨’级的，相当于大灶，而一般实验室计量单位是按克算的，顶多1公斤了不起了，属于‘小灶’，可我们实验室却能够‘放大’至百公斤量级的效果，这对从实验室走向市场无疑是有很大帮助的。”汤龙程笑着说。

标签：材料  火灾  纳米