记者 张雯怡 通讯员 王箫侣
七年前的一次的“误操作”，让实验获得了意外发现，也促使材料学院姚永刚教授开始涉足瞬态高温合成方向的研究。2022年，他因“研发出精确可控的电热瞬态高温合成技术，有望促进材料制造及化工生产的高效、低碳、清洁化”获得达摩院青橙奖。
姚永刚与华中科技大学材料学院学生 左一为姚永刚
“这是一个很有趣的故事，科研中有很多很好的想法可能就源于一个偶然的事件或者灵感的一瞬间。然而科研成果的获得却绝非这么简单，还得要靠长年累月的积淀。”
马里兰大学胡良兵课题组 一排右四位为姚永刚 右五位为胡良兵教授
时间回溯到2015年，姚永刚还在马里兰大学攻读博士，师从曾三次登上《科学》封面的华裔科学家胡良兵教授。一次偶然的机会，课题组在一次误操作中发现了瞬态高温现象。“当时，我的师兄原本想通过增加电压测试材料的耐热性，但由于加错电压参数，温度直接升到2000、3000度，甚至发出了光。”正是这道“意外之光”开启了后续高温相关的研究，后来成为胡良兵课题组乃至现在姚永刚课题组所关注的一个非常重要的方向。
课题组没有忽视这次偶然的现象。通过进一步研究，他们发现高温可以大幅地提升材料和化学品的制造效率。“以前要几个小时、几天，我们发现几秒或者几毫秒就可以完成到这个事情。一些原来难以形成的材料比如高熵合金，也可以利用高温去形成。所以大家就顺着这样的一个思路开展研究。”有关“瞬态高温”的系列研究就此开启。随着研究的进一步深入，课题组研发出精确可控的电热瞬态高温合成技术，可以在超高温、超快速及非平衡条件下，实现新型能源材料合成、电热瞬态化工新过程等。
“科学中的偶然发现非常重要，厚实的科学功底和深入的实验研究则是把偶然变成科学发现的必须。”提及多年前的那次发现对自己科研观念的影响，姚永刚如是说。“我很感激在科研路上细心培养和帮助支持我的老师和朋友，特别是我的博士生导师胡良兵老师，一直是我们科研的领路人。从胡老师和Hu Group同门身上，我不仅学习到了做科研、为人处事的道理，也在他们的帮助下取得了今天的成绩。”
姚永刚与学生在实验室 左一为姚永刚 右一为张豪
回国任教后，姚永刚将目光放在清洁能源研究上，聚焦清洁能源材料与快速制造技术。“能源转型是大事，我们国家从战略上来说，30多年肯定都是做能源转型这一个事情。新能源转型是很快的，比如新能源汽车现在就很普遍了。但是化工行业或者材料制造行业，转型还是很缓慢的。”姚永刚认为一是因为行业体量很大，二是因为行业技术相对成熟，要去替换、甚至颠覆难度不小。但是他还是希望自己能够为材料制造及化工行业的升级奉献力量：“我希望它能清洁化、低碳化，有一个绿色的未来。”
在材料学院新能源材料与器件研究中心，他和学生张豪开始关注如何实现高纯度、高效率、低污染的规模化电池材料回收技术。是继续从熟悉的瞬态高温切入，还是跳出局限，找到完全不同的新方法，姚永刚倾向于后者，他鼓励张豪自主探索，勇于尝试。“有人说过，教育不是灌满一桶水，而是点燃一把火，打开一扇窗。我的经验或许会限制他的思路，所以我要做的就是给方向，和学生配合好。”
经过反复验证，他们在实验室得到全新的技术原型，但还缺少一款能够将理论技术变为行业现实的仪器装备。经过数月的构思、寻找和改造，课题组转换思路，将目光瞄准了一款原本不属于本领域的设备。通过设计改造，他们终于实现了室温下精准电池材料回收的工艺与装备，让以往实验室克级左右的处理量，可规模化至吨级，也让高纯度、高效率、低污染的规模化电池回收成为可能。如今，姚永刚和张豪正在为技术的产业化、成立公司做筹备。
研发新能源材料与新制造技术，提升材料制造和化工品制造过程的能源和时间效率，促进行业清洁化、低碳化、更绿色、可持续发展……姚永刚描绘的科研蓝图很大，他需要解决的“问题”也很多。“科研就是解决问题，推动发展，当你发现问题的时候，机会就来了。”姚永刚胸有成竹地说：“你要花时间、花精力，甚至绞尽脑汁去讨论，利用一切可以利用的资源来解决这个问题。我认为这就是一个很好的状态。科研中没有人碰不到问题，看到问题的时候，你是把它当做一个机会，还是看成无法解决的难题，这个很关键。”
