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李炳祥（前排右三）正在給課題組成員講解實驗光路設計與搭建。 通訊員 畢瑩瑩 攝

液晶既能像液體一樣流動，又能像晶體一樣對光產生雙折射作用，除了應用於大家熟知的顯示技術，在諸多領域都有着廣泛用途，正在創造着當前和未來科技的新機遇。聊起自己所從事的科研領域，歸國青年，南京郵電大學電子與光學工程學院、柔性電子（未來技術）學院教授李炳祥滔滔不絕。李炳祥致力於液晶軟物質物理的研究，他在液晶超快電光調控、三維液晶孤子方面的研究處於全球領先。2020年回國後，李炳祥入職南京郵電大學，組建了軟物質跨學科研究團隊，繼續在液晶領域發力。本期“歸來· 奮進”欄目走近李炳祥教授，瞭解他的故事。

通宵達旦做實驗是常事 學成後毅然選擇歸國

6月5日下午3點，李炳祥和往常一樣來到軟物質跨學科實驗室，推門進去後，正在認真做實驗的學生並沒有停下手上的動作，絲毫不受影響。對於這位每天都要來實驗室轉一轉的導師，他們早已習以爲常。如果剛好實驗遇到困難，正好可以跟老師請教。

李炳祥解釋，在美國留學期間，導師歐雷格·拉文托維奇教授每天都會利用中午和傍晚的半小時，對學生的實驗進行指導和建議。回國組建了自己的科研團隊後，他也養成了每天都要跟學生交流溝通的習慣。

2013年至2020年李炳祥留學工作於液晶顯示發源地之一的美國肯特州立大學液晶研究所，並獲得化學物理專業博士學位。在美國的7年時間，這位中國小夥是同學和導師眼中的“拼命三郎”，他曾連續幾個通宵完成了一項重大實驗，工作到凌晨四、五點更是常事。

肯特液晶所的畢業生都是該領域的精兵強將，大多去了高科技公司，但2020年完成博士後工作後，李炳祥毅然放棄海外優渥的條件，選擇回到祖國發展。“報效祖國一直是我的願望，這一初心從未改變。我肯定要回來的，出國前，我就決定好了。之所以來到南京，是因爲南京在液晶領域有着深厚積澱，不少業內著名企業都落戶這裏。”李炳祥告訴記者，他在肯特發表的第一篇論文，就是使用了江蘇和成顯示科技有限公司的特色液晶材料做的實驗。“我和南京淵源頗深，選擇這裏理所當然。入職南郵後，在學校的支持下，我迅速進入狀態，接連獲得多項國家、省部級人才項目和科研基金項目資助。”

液晶電光調控快至納秒 實現穩定傳輸三維孤子

李炳祥主要研究方向是液晶的物理效應挖掘和應用開發。大多數人對液晶的瞭解還停留在液晶顯示上，液晶顯示是基於電場對液晶分子集體指向的調控，“但在我們的研究中，不僅實現了液晶分子的集體指向，還可以實現液晶分子指向的有序度調控和空間圖案化。”從2009年初次接觸液晶至今，李炳祥在這一科研領域紮根14年，取得了多項研究成果，特別是在液晶超快電光調控、三維液晶孤子方面實現重要突破。

“此前的液晶電光調控較慢，我們通過優化液晶的物理性質和調控機制，實現從毫秒調控到納秒調控的跨越，並且耗費近10年時間，將液晶電致雙折射率的變化提高了50倍，從最初的0.001提高到現在的0.05。”這一方面的突破有何特殊意義？李炳祥表示，該技術可促進液晶在光場調控和光信息通信等領域的進一步應用，“不少人在體驗AR、VR等虛擬現實技術時會覺得頭暈，而這一突破有望生產出響應時間更短，反應更快的光學元器件，爲虛擬現實沉浸式視覺體驗帶來新技術，讓你看到的場景更接近現實，更加有身臨其境的感覺。”

“另一個突破便是我們實現了三維孤子在液晶這一均勻介質中的穩定傳輸和調控。”李炳祥介紹，孤子現象最早是在物理的流體力學中提出來的。人們研究的都是低維孤子或高維靜態孤子，實現穩定傳輸的三維孤子是孤子研究的百年難題。

“我們實驗產生的三維孤子就像‘子彈’，在液晶中高速‘飛行’比它們自身尺寸長几千倍的距離而不彌散，在碰撞中也能存活。”李炳祥告訴記者，此前，很少有研究能夠產生穩定傳輸的三維孤子，他們的這一重大發現爲未來的廣泛研究打開一扇新的大門，有望在微流控和光信息等領域實現應用。

追求科學研究的嚴謹細緻 打造世界一流液晶研究團隊

今年成功保研至李炳祥課題組的陳佳浩，從大二時便跟着李炳祥開展液晶領域的科學實驗。“導師是個‘細節控’，對我們實驗要求是做細緻做極致，他不僅逐字逐句地指導修改論文草稿，還要求所有配圖文字的字體大小都必須一致。”從科研認知幾乎爲零到發表多篇高水平論文，陳佳浩的成長離不開李炳祥手把手的指導。記者瞭解到，李炳祥指導的3名2019級本科生全部保研成功，並留在團隊內繼續深造。

在學生和同事們眼中，李炳祥如今已經是液晶研究領域的佼佼者，但他的科研之路也並非順風順水。每當遇到挫折時，李炳祥的處理方式是：耐心尋找不足，將實驗做到極致，在正確的方向堅持不動搖。“以孤子的研究工作爲例，當時我們和另外一個團隊合作，但堅持了3年後，毫無進展，合作伙伴便放棄了這一方向。孤子的形成機制問題一直困擾着大家。”李炳祥說，“我們積極和國內外專家討論交流，並且引入更高水平的技術，學習更好的分析方法，功夫不負有心人，堅持了7年後，最終弄清了背後的機制。孤子只出現在很小的電壓頻率範圍內，所以做實驗一定要極度細緻耐心。”

“得益於我的導師歐雷格·拉文托維奇教授以及東南大學李全院士、南京大學陸延青教授多年來的悉心指導與關心，我懂得了什麼是真正的科學家，在科研道路上穩步向前，並以此來鼓勵我的學生，永遠堅定自己的科研追求。”李炳祥說，將科學研究應用到企業生產實際，還有很長的路要走，但他有信心打造出世界一流的液晶研究團隊，做出一系列原創性、獨創性和前瞻性的成果。