采訪人：沈教授，您的研究團隊通過顯微結構調控實現了聚合物復合材料的多性能協同優化。請問，哪項性能調控最具挑戰性？這項技術突破將為新能源器件帶來哪些技術革新？

沈教授：在材料科學領域，性能參數的倒置耦合效應是制約先進功能材料發展的關鍵科學難題。這種效應廣泛存在于各類材料體系中：金屬材料的強度-塑性、陶瓷材料的硬度-韌性，電介質材料介電常數-介電強度等。一種性能提升往往會導致另一種性能下降，而材料科學領域始終在尋求二者之間的平衡。

近20年來，我們課題組聚焦于聚合物復合電介質材料這一重要體系，致力于破解介電性能的倒置耦合效應這一基礎科學問題。若能突破現有材料體系的性能極限，實現兼具高介電常數與高耐壓強度的"雙高"特性，將推動儲能器件實現能量密度與運行可靠性的雙重飛躍，為“雙碳”戰略下的能源革命提供核心材料支撐。基于物理儲能原理的電容器在智能電動汽車的動力轉換系統、可再生能源發電的調峰儲能、脈沖電源及先進電磁裝備等戰略性新興領域發揮著不可替代的作用。

研究團隊通過系統的實驗研究和理論分析，取得了一系列創新性發現：首先，從微觀機制入手，研究了聚合物復合電介質電極化的起源機制，以及如何通過外場對其進行調控；其次，在宏觀性能層面，深入研究了無機-聚合物復合電介質中的界面科學問題，包括界面結構、荷電狀態及界面電極化在復合材料整體電極化中的關鍵作用。通過顯微結構調控，我們開發了新的理論設計方法，成功破解了聚合物復合電介質在極端多物理場耦合條件下的介電失效機制，即在高電場、高溫和高應力荷載下的性能表現。這是我們在基礎研究過程中所面臨的最具挑戰性的性能調控，這項突破性進展標志著電力電子器件從傳統的"被動適配"向"主動調控"的范式轉變，具有重要的科學價值和應用前景。

采訪人：沈教授，您課題組研發的先進電介質材料在脈沖電源和固態儲能領域有很好的應用前景。從當前技術成熟度來看，哪項技術最有希望實現產業化？從實驗室研發到大規模量產的技術轉化過程中，面臨哪些關鍵性挑戰？

沈教授：高溫高能量密度聚合物復合電介質薄膜是目前最具產業化前景的技術方向。作為脈沖電源儲能電容器的核心介質材料，我們已經完成從基礎研究到中試放大的關鍵過渡。在過去五年中，我們在浙江桐鄉烏鎮實驗室建立了完整的中試生產線，自主設計并制造了12臺專用裝備，成功實現了高質量、高一致性復合電介質薄膜的規?；慨a。

目前的研究重點聚焦于兩個方面：一是持續優化工藝參數以提升產品良率，二是與電容器生產商緊密合作，計劃在年內啟動面向電動汽車動力系統、大科學裝置及先進電磁裝備等領域的工程驗證。

從實驗室研發到工業化量產的過程充滿挑戰。過去三十年間，脈沖電源領域始終面臨核心材料瓶頸，傳統材料體系難以滿足新一代電子裝置對電介質材料日益提升的性能要求。薄膜電容器的獨特結構要求新材料必須能夠實現高質量、高一致性的批量生產，這與傳統材料研發的迭代邏輯相反，導致眾多研究團隊在產業化進程中受阻?；谶@一認識，我們課題組提前進行了戰略布局，在十年前就啟動了產業化準備工作，并有幸獲得了地方政府的大力支持。經過持續的技術攻關，最終實現了高溫高能量密度聚合物復合電介質薄膜的規模化量產。這一歷程充分體現了從基礎研究到產業應用的全鏈條創新所面臨的復雜挑戰，其中的艱辛令我們感觸頗深。

采訪人：沈教授，您課題組在柔性智能材料領域的研究成果在感知-驅動一體化方面展現出顯著優勢?；诋斍凹夹g成熟度，您認為未來三年內最具商業化潛力的應用領域有哪些？

沈教授：我們課題組長期致力于功能復合材料顯微結構調控研究。近五年來，我們探索了柔性智能材料這一前沿研究方向。通過系統研究無機-有機復合材料體系，我們發現界面特性和無機填料在聚合物中的分散狀態，是決定材料性能的關鍵因素。約五年前，我們受多孔陶瓷制備技術啟發，成功設計并制備出 333 型柔性壓電復合材料。通過構建三維連通網絡，并創新性地引入電學梯度過渡層，有效攻克了彈性模量與介電常數不匹配的技術難題，實現了材料柔性與高壓電性的協同優化。三年前，我們成功研制出彈性模量<100 MPa，壓電系數d33 >150 pC/N的高性能柔性壓電材料?；谶@一創新成果，我們有幸承擔了相關國防科研項目，并重點探索了該材料在水下攻防領域的應用潛力。該材料具有低水聲阻抗和優異加工性能，有望未來兩年內在無人潛航器等裝備中完成應用驗證。

此外，針對該材料輕質、柔性和高靈敏度的特性，我們已啟動在航天領域的應用研究，重點開發用于大型航天器的振動傳感及振動抑制系統，力爭在短期內實現具有示范意義的空間技術應用。

采訪人：沈教授，您在多個前沿領域取得了突破性進展。回顧您的學術生涯，最初是什么契機促使您選擇并深耕聚合物復合材料領域？作為清華大學博士生導師，您最希望培養學生具備哪些核心素養？

沈教授：我要特別感謝我的恩師南策文院士。本科階段申請進入實驗室時，正是南院士引領我進入聚合物復合材料這一充滿前景的研究領域。當時的我尚處于科研的起步階段，只有一個簡單的信念：導師指的路一定是對的，我只需全力以赴。從那之后，二十多年的時間里，我始終專注這一領域。隨著研究的深入，我越發感受到這個領域的魅力。從最初單一的電學性能研究，逐步拓展到力-電耦合、熱-電耦合等多個研究方向。為了保持學術前沿性，我不斷學習新知識，從材料計算模擬到當前正在探索的人工智能大模型在材料研究中的應用。這段學術歷程讓我深刻認識到專注深耕一個領域的重要性，這也是我希望傳承給學生的科研態度。

在621所多功能廳，顏院士“報效祖國，是知識分子的良心和責任”的箴言令我深受觸動，這簡單的話語道出了我們科研工作者的初心。盡管我已45歲，但我內心始終提醒自己保持愛國的赤子之心。

作為高校教師，我希望培養學生以下三方面核心素養：

第一，要永葆赤子之心。這份對祖國的熱愛，是我們克服科研困難、激發創新潛能、勇攀科學高峰的內在動力。我們課題組在國防關鍵材料領域的突破性進展，正是源于這種使命擔當。

第二，要永葆好奇之心。堅持不懈的探索和追問“為什么”是持久創新的關鍵，唯有熱愛能敵歲月漫長。我平時喜歡涉獵天文、地理、古人類學、醫學等多個領域的知識，也愛讀《道德經》、《莊子》這樣的經典。這種求知欲促使我們課題組在一次失敗的實驗中意外發現了新現象并在《Science》發表了重要成果。近期，我們又發現了一種新的聚合物復合電介質微觀結構調控方法，可能會帶來新的突破。

第三，要永葆擁抱新事物的勇氣。我常對學生們說，每十年應當拓展一個新的研究領域。去年開始，我們課題組就積極學習人工智能技術，并用于新材料研發。在科技迅猛發展的今天，勇敢的擁抱新事物才能實現持續創新。長期局限于單一研究領域反而可能制約發展，雖然有人視之為堅持和追求完美，但如果一個研究方向歷經十年仍停留在“具有潛在應用價值，但存在諸多技術瓶頸”的階段，其實際應用價值難免令人存疑。我們要做的，是在堅持中求變，在傳承中創新。

采訪人：沈教授，作為中國復合材料學會的資深專家，基于您在該領域的深厚學術積淀，您認為學會在促進聚合物復合材料與人工智能、新能源等新興領域的跨學科融合方面，應當發揮怎樣的引領作用？

沈教授：中國復合材料學會名稱中的“復合”二字本身就體現了交叉融合和跨學科創新的核心理念。隨著科技發展，我們越發認識到：很多關鍵技術難題無法通過單一材料體系解決，必須依賴復合材料的多功能耦合特性。這一認知啟示我們，學科劃分應當服務于實際需求，學科邊界不是不可逾越的紅線。

從戰略層面來看，未來的科研組織應當突破傳統學科壁壘，將研究活動深度融入國家重大戰略需求之中。具體而言，可以圍繞新能源系統、半導體技術、高超聲速飛行器等重大工程目標，構建跨學科研究團隊。當科研人員以解決具體工程問題為導向時，學科界限自然會趨于模糊。這要求我們保持開放包容的學術態度，主動尋求與其他領域的對接點。

復合材料學科的戰略重要性日益凸顯，學會應當充分發揮其獨特的橋梁作用，推動形成更加開放、融合的科研創新體系。作為學會分管學術交流的副秘書長，我建議多舉辦需求導向的專題研討會，聚焦具體工程領域，邀請不同學科、甚至產業界的專家學者共同參與。這種跨界交流往往能激發創新思維，發現傳統研究模式下難以觸及的新問題，并找到突破性的解決方案。