突破学科壁垒的未来材料探索

作为清华大学面向未来的技术孵化器，未来实验室以突破学科壁垒为使命，开拓创新。未来实验室旗下的未来材料与设计研究中心，以原始创新重大研究成果为目标，在乐恢榕教授的带领下，团队积极开展轻量化复合材料、绿色制造、新能源材料等领域的研究和应用。

 

 

打造强大科研团队

作为首席研究员的乐恢榕教授在交叉科学研究方面积累了丰富的经验，具有很强的创新能力。在剑桥大学工程系工作期间，他将金属成型的研究边界推向纳米尺度，建立了在冷轧过程中表面氧化物开裂和金属挤出的微观力学模型，广泛应用于金属塑性成型、金属基复合材料等领域；在邓迪大学工作期间，致力于海洋石油天然气管道接口的新型涂层材料的研究，发展了具有自润滑功能的纳米复合涂层技术，获得英国创新署和企业的大力支持，研究成果被英国、日本和西班牙企业推广应用。在普利茅斯大学工作期间，他开展了轻量化复合材料和海洋结构计算模拟的研究，大幅提高对复合材料使用过程水分渗入和材料边缘效应对失效机理的理解。

2019年，他回到了祖国，并以清华大学未来实验室成立为契机，建立了未来材料设计研究中心，拥有了国际一流的陶瓷材料、复合材料制备分析测试设备，建立了一支年轻的科研团队，此外，他非常注重年轻学者创新能力和动手能力的培养。团队积极参与国际合作，与英国剑桥大学、伦敦大学学院等建立长期合作关系，培养了一批具有国际视野的年轻人。

开展先进的创新研究

乐恢榕带领团队致力于碳纤维复合材料的机器人及具有优越性能的地质聚合物材料的研究，取得了多项创新性成果，为推动新型低碳排放材料产业化做出了积极贡献。科技是为人类发展服务的。乐恢榕团队所做的每一项研究，都以此为探索目标。新型柔性力学传感器，因其在医疗上的重要作用，吸引了乐恢榕团队的目光。

据了解，人体呼吸道诊疗手术机器人端部需要进入气管、支气管，然后进行精细的操作。在这个过程中，肺部的呼吸运动有可能造成机器人端部偏离预定的轨迹，与支气管内壁发生碰撞，造成不必要的损伤。“遗憾的是，现在的力学传感器，要么体积太大，无法组装在细小的机器人端部，要么灵敏度不够，无法感知微小的接触力。”在这样的背景下，乐恢榕团队将研发超高灵敏度柔性力学传感器视为研究目标。

他们通过研究，开展了高介电材料的设计和制备，在柔性电介质中引入纳米颗粒或纳米晶片从而大幅提高电介质的介电常数，提高电容式传感器的灵敏度。并通过超薄、高灵敏度的柔性传感器制备工艺，采用三维打印技术制备超薄、高灵敏度的柔性力学传感器。突破了技术的限制，促进人机物的融合交互。

乐恢榕团队表示，未来，他们将用更多的科研成果，书写中国的科技故事。（清华大学未来实验室供稿）

（责编：张若涵）