【X-Doctor】2024年，iCANX推出X-Doctor专栏，聚焦iCANX上独辟蹊径用科技创新改变世界的科学家和他们的科学发现，每期揭秘一位科学家和他/她的探索之路，独家报道、干货满满。欢迎大家一同感受科学的魅力，见证这些创新的力量。第11期，X-Doctor将带你走近香港大学机械工程系教授方绚莱，感受他在纳米材料领域的创新研究。

从微小的纳米结构到广泛的工业应用，方绚莱踏入科研之路，最开始想的并非“颠覆”，而是“跟着好奇心走”。在材料上进行微观结构的改变，是否也能开启新的材料时代？伴随这个基础性问题，他在利用光学技术打印特殊材料方面取得了重大进展，挑战并扩展了传统的光学和材料科学的极限。

2020年5月8日，方绚莱教授在iCANX为我们带来了一期演讲，《Harvesting Light, Tunable Sound Switches andBeyond 光采集、可调声开关及其他》。对这个话题感兴趣，可以扫码回听：

✦教育背景和学术生涯✦

方绚莱的科学之旅始于南京大学的物理系，这里不仅为他提供了坚实的理论基础，还激发了他对未知世界的无限好奇。随后，他前往美国加州大学洛杉矶分校攻读机械工程博士学位，这一阶段对他未来的科研方向产生了深远影响。在那里，他不仅培养了自己的科研能力，更在微纳米科技的广阔海洋中找到了自己的航道。

这段早期的学习和探索，为方绚莱后来在材料科学领域取得的卓越成就奠定了坚实的基础。他不仅学到了知识，更重要的是，他学会了如何思考，如何将理论与实践相结合，以及如何在科学的海洋中自由航行。

方绚莱在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校开始了他的学术生涯。这里不仅是玉米田的包围圈，更是一个孕育科学想法的温床。在那里，他作为助理教授，不仅传授知识，更在科研领域勇敢探索，寻找新的知识领域。

随后，在麻省理工学院，他作为机械工程系的终身教授和纳米光电及3D纳米生产技术实验室的核心人物，将微纳光子学、声学超材料、光学3D打印等领域的知识融合，创造出了一系列令人叹为观止的科研成果。

他参与开发的微型晶格纳米架构材料获得了2015年《麻省理工科技评论》选出的十大科技突破之一。

该技术所用的材料都是以往所熟悉的塑料、金属和陶瓷等材料，新技术通过改变材料结构来提升性能，可使材料在拥有原本高强度、高硬度的同时，大幅减轻重量。

如果你对《三体》熟悉的话，一定对书中科学家汪淼提到的纳米飞刃材料感到熟悉。这些科幻小说中的想象，在方绚莱的实验室中正逐渐变为现实。

方绚莱教授2022年起任职于香港大学机械工程系教授。在2023年发表在Soft Science里的一篇综述文章：《Portable green energy out of the blue: hydrogel-based energy conversion devices》。

文章主要探讨了关于利用水凝胶作为一种新型的能量收集和转换设备，特别是在便携式电子设备领域。这些设备能够利用环境中的温度差或湿度差来生成电能，为便携设备如健康手环、无线耳机、智能手机等提供清洁能源。研究重点在于探索和讨论了水凝胶热电和水电能量收集与转换系统的机理，特别是如何利用水凝胶的物理和化学特性来实现或增强这些设备的性能。

微型水凝胶能量收集及转化器件

该文章还探讨了热电和水电转换系统的内在相似性和启发，以及未来研究方向，包括进一步探索水凝胶能量转换的机制和理论模型，以及提高其作为便携式清洁能源的实用性。总之，这篇文章提出了一个关于使用水凝胶作为便携式绿色能源的创新方案，并展望了其在能源领域的应用前景。

   ✦创业经历和实业影响✦

2016年，方绚莱迈入了商业的新领域，与创业伙伴共同创立了深圳摩方科技材料有限公司。在这里，他引进技术团队将实验室科研成果转化为创新产品，专注于通过微纳3D打印实现免开模精密器件加工。通过与工业领域的合作，摩方科技正逐步改变汽车、航空和电子产品的制造方式。

“老方踏踏实实做了十几年，这就是积累。”方绚莱的创业伙伴贺晓宁接受采访时，“而且，他也不是只搞理论研究，他们团队还研究加工工艺，真正把微纳米架构应用到实践中去。一旦做成了，就是颠覆性的事情。”

魔方科技包括3D打印系统和材料两大领域。

微纳米3D打印系统。

摩方精密的微纳3D打印设备，在实现超高打印精度和大幅面加工尺寸的同时，还能兼备公差控制能力，具有效率高、成本低，材料选择范围广的诸多优势。微纳米3D打印系统基于新型的面投影微光刻技术原理设计而成，被认为是目前有前景的微细加工技术之一：采用几个微米UV光斑，采用层厚通常在1~10μm之间（提高精度），让树脂在非常小的面积发生光固化反应，通过一次曝光可以完成一层制作。能实现多材料的微纳尺度材料三维打印，微结构分辨率达到0.5μm，可制造出长度150mm及以上的成形件。

医疗领域，牙齿贴面是一种牙齿美白修复技术，会在缺损或颜色较重牙齿上贴和正常牙齿颜色相近的贴片。

传统工艺牙齿贴片厚度在400μm以上，由于贴片过厚，需要对用户磨牙，有着影响牙神经的风险。摩方精密目前可以实现100μm以下的氧化锆牙齿贴，可以降低要打磨的牙齿厚度。公司也在突破40μm以下的氧化锆贴面。

通过他的努力，科学不再是高高在上的知识，而是成为了每个人生活中的一部分，启发着下一代科学家继续前进。

✦个人品质和影响力✦

方绚莱拥有着普通人难以企及的谦逊和好奇心。他就像是一个永远不满足于现状、总是对世界充满好奇的孩子，不断追问“为什么”和“怎样更好”。这种永不满足的好奇心不仅驱使他在科学领域取得一次又一次的突破，也成为他最吸引人的品质之一 。

方绚莱对后续学者的影响力远远超出他的实验室和教室。他的研究成果、他的创新精神，乃至他的人生态度，都成为了后来者的灯塔。在他的引领下，许多年轻的科学家和工程师开始勇敢地探索未知，不断推动科学和技术的边界。

希望在未来，方绚莱教授团队能做出更多突破性的成果，为科技进步做出更大的贡献。