胡寧,男,重慶人,出生于1965年5月8日,工學博士,教授/博士生導師。現任重慶大學航空航天學院教授、院長。
教育及工作經歷:
1985 中國重慶大學機械工程系應用力學專業,理學學士。
1988 中國重慶大學工程力學系,工學碩士。
1991中國重慶大學工程力學系, 工學博士(西安交通大學國家重點實驗室完成博士論文)
1991.11~1993.03 中國南京航空航天大學振動工程研究所博士后研究員
1993.04~1997.03 日本東北大學航空宇宙工學科助理教授
1997.04~1999.11 中國清華大學工程力學系副教授
1999.12~2000.5 加拿大麥吉爾大學機械工程系 研究員
2000.05~2001.10 日本東北大學航空宇宙工學科副教授
2001.11~2002.11 美國約翰霍普金斯大學機械系先端材料研究所研究科學家
2002.12~2009.03 日本東北大學航空宇宙工學科副教授
2008.08~2008.10 澳洲昆士蘭科技大學工程系統學院澳方資助的特邀訪問教授
2009.03~2013.10 日本千葉大學工學研究科機械系教授
2012.03~2013.04 日本千葉大學工學研究科機械系系主任,兼任人工系統科學專攻長(含機械工程系,電子工程系,醫學工程系等3個系)
2005.07~2013.10 中國重慶大學985工程特聘教授
2010.07~2013.07 中國重慶科技學院客座教授
2011.03 中國南京航空航天大學榮譽客座教授
2012.07~至今 中國西南科技大學客座教授
2013.03~2013.10 中國湖南大學機械與運載工程學院教授
2013.11~至今 重慶大學航空航天學院教授、院長
2013.12~至今 澳洲昆士蘭科技大學兼職教授
學術兼職:
曾任中國力學學會固體力學專業委員會委員和日本復合材料學會東北支部評議員,目前任日本復合材料學會評議員、中國復合材料理事、重慶航空學會常務副理事長。他目前擔任2份國際雜志的副主編和牽頭客座主編、7份國際雜志(其中6份為SCI雜志)的編委以及2份中國與日本國內雜志的編委。曾多次任信州大學、秋田縣立大學、新加坡國立大學和香港理工大學的博士答辯的校外顧問專家。擔任國家科技部“973”國家重點基礎發展研究計劃申請項目的海外評委,北京化工大學的國家“211”工程業績驗收評委,日本學術振興會科學研究費(日本國家自然科學基金)的委員會專門委員和基金評委(機械材料和材料力學部門)、以色列和拉脫維亞國家科學研究基金評委等社會服務性工作。
1. International Journal of Automotive Composites (IJAutoC)的副主編(2013年創刊的新雜志,Associate Editor)。
2. Scientific Reports(Nature集團2011年創刊的首份和唯一份開源雜志,SCI,無主副編,由有多位編委直接運行)。
3. The Open Numerical Methods Journal(編委)。
4. Computers Materials & Continua(SCI,編委)。
5. Advanced Composite Materials(SCI,編委)。
6. Journal of Applied Mathematics(SCI,編委)。
7. The World Scientific Journal (Civil Engineering subject area,SCI,編委)。
8. Journal of Nanomaterials (SCI, Lead Guest Editor, 2014)。
9. Composites Communications (SCI,編委)。
10. 《日本復合材料學會雜志》(日本國內日文雜志,編委)。
11. 《應用數學與力學》(中國國內中文雜志,編委)。
主要研究方向:
主要從事納米復合材料的機械/電學/力學性能的數值模擬和實驗、功能性納米復合材料高性能傳感器的制備、復合材料的抗沖擊性能、LAMB波的數值模擬以及結構和材料無損檢測和監控的實驗技術等研究。
1. 計算固體力學、數值計算方法、接觸等非線性問題以及大規模動力學問題的計算方法
2. 金屬材料和復合材料及其結構的強度分析、輕量化設計、最優化設計
3. 反問題,涉及沖擊載荷的診斷和殘余應力場診斷等
4. 結構損傷的在線診斷技術,利用靜態、低頻、或超聲波技術對結構物的損傷狀態進行實時在線監控
5. 結構和材料的下線無損檢測技術,主要利用超聲波技術對結構和材料內部的損傷進行檢測并構造損傷圖像
6. 傳統長碳纖維增強樹脂基復合材料的各類力學特性和破壞特性分析,主要涉及沖擊損傷和壓縮失穩破壞等
7. 納米復合材料的力學、電學、熱學特性的多尺度模擬
8. 利用各類碳納米添加物開發功能型納米復合材料以及在高效傳感器元器件中的應用,如應變、溫度和濕度傳感器等
9. 利用各類碳納米添加物開發結構型納米復合材料,主要涉及納米體積材料以及利用納米添加劑對傳統層板材料的界面增強增韌技術
承擔科研項目情況:
在中國和日本,作為項目負責人和副主研獲得的包括中國國家自然科學基金(主研: 海外杰青以及面上項目2項)、中國863項目、日本國家科學基金、即日本文部省JSPS(日本學術振興會)科研補助費(S級,A、B、C級)、JST(日本科學技術振興機構)、美國空軍亞太地區研發機構、JAXA(日本宇宙航空研究開發機構)、東芝(株)、新日鐵化學(株)、鈴木汽車公司(株)等單位在內的各項科研經費超過400萬美元。
主要研究業績
取得了多項國際一流的創新性成果。目前申請日本和中國專利6項。如利用樹脂基納米復合材料所開發的應變傳感器的靈敏度高出普通應變片80倍,為所知的由該類納米碳管添加復合材料制備的應變傳感器的世界最高水準(日本專利:特愿2010-194396號);所制備的石墨烯/PVDF壓電高分子納米材料的壓電性能和發電(機械能轉化為電能)性能達到原來未添加納米相的壓電高分子材料PVDF的3倍和4倍、開環電壓高出市場最好產品30%(日本專利:特愿2012-200198號);所開發的結構實時損傷監控系統、超聲波可視化系統和損傷圖像構造系統已接近實用化,其中損傷圖像構造系統申請一項日本專利(特愿2011-157250號);利用熱電阻抗現象開發了超高精度的納米復合材料電阻型溫度傳感器(精度為1K->4K (Delta(R)),比現有Ni薄膜制備的溫度傳感器的世界最高精度還高出4倍;他還利用納米碳纖維(VGCF)對傳統長碳纖維增強復合材料(CFRP)的層間力學特性進行改良,開發了成本低•操作簡單的材料加工和制備工藝,使CFRP復合材料的層間I型和混合型裂紋的斷裂韌性和強度均有大幅度提高(如I和II型的斷裂韌性和I型強度分別提高了2.7倍、2.4倍和75%;并用類似技術對Al合金/CFRP復合材料(CARALL)、Al合金/玻璃纖維增強復合材料GFRP(GLARE)的異種材料界面進行增強增韌,取得了顯著的效果。如利用Al表面酸處理和添加VGCF將CARALL層間的I型和II型斷裂韌性提高了6.5倍和1.75倍、GLARE的I型和II型斷裂韌性分別提高2倍和4.9倍。
據不完全統計,關于一些頂級論文的相關情況如下(說明: Top 25 Hottest articles是國際著名數據庫Science Direct從2004年開始的業務,選出該數據庫中Elsevier社的雜志2004年以來發表的所有論文中下載次數最多的25篇論文,并定期更新;另外,Elsevier和Sage等出版社對旗下的雜志從2008年開始定期統計引用數最多的論文。)
1. 有關復合材料沖擊破壞評價的論文被復合材料領域的頂級核心刊物Composites Part-A列為該雜志2003年下載次數最多的頂級學術論文(排名第1)。
2. 2007年在International Journal of Impact Engineering上發表的關于沖擊載荷診斷的論文,進入2007年(1-3月)該雜志Top 25 Hottest articles(排名第5, ScienceDirect數據庫)。
3. 2007年在International Journal of Solids and Structures上發表的關于納米碳管壓縮穩定性的論文,進入2007年(7-9月)該雜志Top 25 Hottest articles (排名第6, ScienceDirect數據庫)。
4. 2008年在Composites Part-A發表的關于納米復合材料導電性的實驗研究論文,進入2008年(4-6月)該雜志Top 25 Hottest articles(排名第3, ScienceDirect數據庫)。
5. 2008年在Acta Mater.發表的關于納米復合材料應變傳感器隧道效應的論文,進入2008年(7-9月)該雜志Top 25 Hottest articles(排名第3, ScienceDirect數據庫)。同時,該論文被引用250余次,在08年以來該材料領域頂級雜志的被最多引用的前25篇論文中排名第5。該文也為2004年以來的ESI 1%高被引論文。
6. 2008年在Mechanics of Materials上發表的關于材料界面裂紋和破壞擴展模擬的新型內聚元的論文,進入2009年(1-3月)該雜志Top 25 Hottest articles(排名第15, ScienceDirect數據庫)。引用數在08年以來該著名雜志的所有論文中排名第12。
7. 2008年在Structural Health Monitoring:an International Journal上發表的關于利用LAMB波進行金屬結構的實時損傷在線診斷的論文,引用數進入這一領域內該最著名雜志創刊以來評出的前50位頂級論文(排名第39, 2013年5月1號更新)。
8.2008年4月23日在英國物理學會Nanotechnology上發表的關于納米碳管添加的高分子復合材料的電學性能的理論及數值模擬一文在當年的網上下載率超過250次,成為英國物理學會下屬約61種雜志上發表的所有論文中前10%的熱點論文。
9. 2009年在Mechanics of Materials上發表的關于評價顆粒增強復合材料材料特性的論文,進入2009年(10-12月)該雜志Top 25 Hottest articles (排名第11, ScienceDirect數據庫)。
10. 2010年在Carbon上發表的關于壓阻型碳管納米復合材料的靈敏度研究的論文,被引用約200次,為2004年以來的ESI 1%高被引論文。
11. 2011年在Computational Mater. Sci.上發表的關于納米復合材料中碳管和樹脂基體的界面力學性能的論文,進入該雜志2010年以來被引用最多的論文之一(排名第25, ScienceDirect數據庫)。
12. 2012年在Computational Mater. Sci.上發表的關于缺陷對石墨烯斷裂強度的影響的論文,進入該雜志2010年以來被引用最多的論文之一(排名第22, ScienceDirect數據庫)。
13. 2014年在NDT & Int.上發表的關于在CFRP層間界面對渦電流法測量的材料電學性能的影響3的論文,為該雜志2010年以來下載最多的論文 (排名第23, ScienceDirect數據庫)。
14. 2014年在Scientific Reports發表一篇超級電容一文,入選ESI 1%高被引論文。
此外,2012年7月17日和2013年1月7日在Nanoscale Res.Lett.(Springer)上發表的關于納米復合材料壓電阻抗特性和熱膨脹特性的跨尺度模擬的2篇論文(1. Multi-scale numerical simulations on piezoresistivity of CNT/polymer nanocomposites,Nanoscale Res.Lett.; 2012;7(1):402., 2. Multi-scale numerical simulations of thermal expansion properties of CNT-reinforced nanocomposites, Nanoscale Res.Lett.; 2013;8(1):15)在5個月和3個月內的下載次數就高達512和875次,是該雜志下載次數靠前的熱點論文, 進入BioMedLib搜索引擎從覆蓋幾百萬份論文的National Library of Medicine's MEDLINE® database中的跨尺度模擬分類領域內挑選的Top20論文,并排名第一和第二(2013年8月6日更新結果);現在的下載次數均超過2500次。 胡寧教授還受日本復合材料學會志和SCI國際雜志Sensors的邀請發表綜述論文4篇,另外受日本機械學會委托撰寫2011年度日本機械學會會刊年鑬,參加6部英文和1部日文專著章節撰寫。受邀主編英文書籍2部(Composite Materials and Their Properties, Composites and Their Applications, Editor: N. Hu, InTech-Open Access Publisher)。分別為ACS Nano, Small, Nanoscale, Carbon, ACS Applied Mater. & Interface, Scientific Reports(Nature Group), Applied Physics Letter, Polymer, Nanotechnology, Composites Science & Technology等60多類國際雜志和5類日本與中國國內雜志的審稿人。
在Adv. Func. Mater., Nanoscale, Carbon, Acta Mater., APL, Compos. Sci. Tech., Nanotechno., J. Mech. Phy. Solids等各類研究領域的頂級核心期刊上發表英、日、中文論文200多篇,其中SCI檢索論文140篇、各類會議論文130篇。所發表論文累積被引用數為2700余次(SCOPUS數據庫),H-Index為29,總引用數名列相關研究領域的國際前茅。不少論文被評為下載或引用次數名列前茅的熱點和頂級學術論文。
發表期刊論文:
1 車載移動測量中定位定姿系統誤差校正與補償研究 黎蕾蕾; 孫紅星; 李德仁; 任春華; 胡寧; 丁學文 武漢大學學報(信息科學版) 2016/09
2 模擬兩相流動問題的修正擴展有限元方法 嚴波; 劉成; 胡寧 重慶大學學報 2013/03
3 納米碳管增強復合材料力學特性的數值分析 胡寧; 李東; 宇都宮英之 重慶理工大學學報(自然科學) 2011/05
4 深埋橢圓形片狀裂紋的偏折擴展 任中俊; 彭向和; 胡寧; 劉小會 力學學報 2009/02
5 三軸壓縮下巖石/混凝土的三維細觀損傷模型 任中俊; 彭向和; 胡寧; 楊春和 應用數學和力學 2009/03
6 A micromechanical damage model for rocks and concretes under triaxial compression 任中俊; 彭向和; 胡寧; 楊春和 Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2009/03
7 一種有限元-邊界元耦合分域算法 嚴波; 杜鵑; 胡寧; 關根英樹 應用數學和力學 2006/04
8 有限元子結構并行算法的效能分析 胡寧; 張汝清 應用力學學報 1993/01
9 動力子結構模態綜合解法的并行算法 胡寧; 張汝清 上海力學 1992/03
10 大型結構有限元并行分析程序——PARNFAP 胡寧; 張汝清 計算結構力學及其應用 1992/03
11 一種有效的分析彈塑性問題的邊界元法 胡寧 應用數學和力學 1992/08
12 彈性接觸問題參數變分原理的有限元并行算法 胡寧; 張汝清 應用數學和力學 1992/07
13 有色線剖分的有限元SOR并行算法 胡寧 重慶交通學院學報 1992/02
14 一種迭代格式的有限元并行算法 胡寧; 張汝清 應用數學和力學 1992/04
15 一種大型結構特征值問題的并行解法 胡寧; 張汝清 力學學報 1992/02
16 一種改進的有限元子結構靜凝聚并行算法 胡寧; 張汝清 西安理工大學學報 1992/01
17 一種結構動力方程的并行直接積分方法 胡寧 工程力學 1992/01
18 大型結構特征值問題的Lanczos子結構并行算法 張汝清; 胡寧 計算結構力學及其應用 1991/04
19 邊界元分區處理的并行算法 胡寧; 張汝清 重慶大學學報(自然科學版) 1991/06
20 彈塑性分析的子結構并行算法 張汝清; 胡寧 力學與實踐 1991/06
21 一種多波前并行處理的有限元算法 胡寧; 張汝清 重慶大學學報(自然科學版) 1991/04
22 一種有效的結構特征值問題并行算法 胡寧 重慶交通學院學報 1991/02
23 FH28-35型環形防噴器墊環R54的彈塑性接觸有限元分析 胡寧; 王珍應 石油礦場機械 1991/02
24 幾何邊界變化的有限元、邊界元耦合重分析理論 胡寧 重慶大學學報(自然科學版) 1991/01
25 一種改進的有限元子結構并行算法 胡寧; 張汝清 重慶交通學院學報 1990/04
26 FST28-35四通殼體的有限元分析 胡寧; 王珍應 天然氣工業 1990/04
會議論文:
1 納米復合材料的壓電電阻性能的多尺度模擬及在應變傳感器的應用 胡寧 中國力學大會-2015 中國會議 2015-08-16
2 顆粒增強復合材料有效性質分析的自洽和Mori-Tanaka混合方法 彭向和; 胡寧; 龍血松 第十一屆全國現代數學和力學學術會議 中國會議 2009-07-23
榮譽獎勵:
1、1994年獲國家科學技術委員會頒發的國家科技成果獎。
2、1998年獲清華大學優秀教師二等獎。
3、1999年獲中國家高科技術航天領域專家委員會頒發的先進個人獎。
4、2007年獲澳洲材料學會國際會議特別貢獻獎等多項獎勵. 其研究業績于2006年被日本朝日新聞進行了專訪報道。
5、2007年獲得國家基金委的”海外及港澳臺青年學者合作研究基金(杰青(B類))”。
6、入選重慶市百人計劃(短期項目,2008年)。
7、四川省百人計劃(短期項目,2012年,后更名為四川省千人計劃)。
8、中組部國家千人計劃(2013年, A類)。
9、愛思唯爾高被引中國學者榜單(2014年, 材料力學)。
學術交流:
胡寧教授在約40個主要的國際會議上做特邀報告、專題報告和大會報告,并在2個重要的日本國內會議上做過專題報告。他還分別任過30個國際會議和日本國內會議的分會主席、6次國際會議的組委會成員、4次國際會議編委會委員和6次國際會議科學委員會委員以及國際運作委員會委員。特別是受邀出任復合材料領域內最有影響力的國際會議ICCM18(2011,韓國)的分會組委、ICF13大會科學委員會成員以及Nanomaterials分會主席(2013,中國北京)、國際智能結構會議系列的國際委員會委員(International Conference on Adaptive Structures Technologies (ICAST))、日美JSME/ASME 2011 International Conference on Materials & Processing (ICM&P2011)的組委和聯合主席。同時多次任日本國內各種學術會議的分會主席(20多回)。
胡寧:雛鷹展翅任飛翔
——記國家“千人計劃”特聘專家、重慶大學航空航天學院院長胡寧教授

國家“千人計劃”特聘專家、重慶大學航空航天學院院長胡寧教授
江漢思禹功,教化溯文翁……考四海而為俊,障百川而之東。研究科學,振興理工。啟茲天府,積健為雄。復興民族兮,誓作前鋒……
天府之國,巍巍學府。重慶大學(以下簡稱重大)自建校悠悠八十余載以來,本著“扎根重慶,立足西南,面向西部,服務全國,走向世界”的辦學思路,為推動國家及周邊地區的經濟與社會發展,尤其是人才培養做出了卓越的貢獻。
當歷史的車輪滾動前行,時代賦予了重慶這座古城新的發展機遇,而重慶大學依然是堅定伴其前行的那一員。
2013年12月26日,重慶大學航空航天學院正式掛牌成立。“重慶市近年來致力于打造一個通用航空產業支柱”,重慶大學航空航天學院院長胡寧如是介紹學院成立的背景。事實上,立足國家、重慶市產業的發展需要,再加上西南三線為數眾多的相關院所單位對航空航天人才的渴求,重慶大學航空航天學院(以下簡稱重航)的成立可謂是占據天時地利與人和。
兩年過去,雖然建院取得了很多令人矚目的成績,但胡寧依然用“乘風振羽任飛翔,萬里鵬程路正長”來描述自己和學院的未來發展之路。無論是對他還是對重航“新人”來說,前方的天空充滿機遇也充滿挑戰,唯有振翅才能高飛。

重慶大學航空航天學院揭牌儀式
經歷篇:夯實基礎——采集人生精華變為自身財富
2013年3月,當時任重大校長林建華向胡寧拋出回校組建航空航天學院的“橄欖枝”時,彼時的他已然結束多年在外的積累回國,于是毫不猶豫接下了這一重任。
對“重大人”這個稱呼,胡寧一直懷有很深的感情。從本科到博士,攀爬象牙塔的歲月里,胡寧幾乎都在重大度過。雖然之后履歷豐富,但兜兜轉轉轉了個圈,他依然選擇回到這個最初夢起的地方,選擇與重大一起并肩開拓新的領地。
胡寧出生于1965年,重慶人;貞浧甬敵跖c重大的結緣歷程,他稱是機緣巧合。信息閉塞的年代,原本分數可以考上清華北大的他,出于“成本考慮”,選擇就近上學,而重大是最理想的選擇。
在“學好數理化,走遍天下都不怕”氛圍的影響下,又因為父母都是教師,所以胡寧進入機械系的應用力學師資班學習。從此,一腳跨入力學研究的大門,再沒有離開過。而他之后的研究方向,不管是計算力學還是固體力學;不管是金屬與復合材料的研發、材料與結構的力學特性分析,還是材料與結構工程中的損傷診斷與評價;不管研究的內容偏基礎還是偏工程,都未離開這一主線。
讀萬卷書行萬里路,對胡寧來說,豐富的閱歷是一筆寶貴的人生財富。在重慶大學夯實基礎后,他的視野和腳步開始向外拓展,先是在西安交通大學完成博士論文研究,之后在南京航空航天大學完成博士后研究工作。
1993年,時值日本進行研究生院體制改革,胡寧“很幸運地趕上了好時候”,一到日本東北大學就任職助理教授,由此開啟了他在多地不斷采集人生精華的精彩之路。此后20多年間,他先后在清華大學任副教授,在美國約翰霍普金斯大學做研究科學家,在澳大利亞昆士蘭科技大學任兼職客訪教授等。期間3次在日本東北大學任職,從助理教授做到了準教授,之后又到日本千葉大學任系主任、專攻長,成為日本排名前15的所有大學中少數1~2位在中國國內獲得博士學位的正教授。
特別是在日本近18年的時間,是胡寧科研觀、價值觀和知識體系逐漸完善的時期。在這個以嚴謹、認真著稱的國家里,在與日本科研同事深度交往的過程中,他深刻體會到了講求客觀性之于科研乃至一個國家發展的重要意義。
“起初我會疑心別人對我抱有偏見,但當我真正深入其中,發現自己非常幸運地遇上了一個真正的科研工作群體。他們的研究重基礎理論的同時也重實驗、重實踐;他們看重實際工程應用,更會在實際工程中提取關鍵、前沿的科學問題,解決之后反過來為工程服務;他們講求科研的全面性,鼓勵科研人員掌握全方位的科學研究方法……特別是在與人交流科學觀點的時候,他們不會以人的政治觀點、宗教信仰、出身國家和社會階層等,對交流對象進行先入為主的一些判斷,而單純就事論事,尊重科研事實,這是最重要的品格。其次才是嚴謹、勤奮、能夠抓住事物主要矛盾等品質……”走過多個世界科學研究殿堂,胡寧對現下中國科研的氛圍與發達國家的差距有著清醒的認識,譬如部分研究學者只重理論基礎,不重實驗和實踐,沒有全面的科學研究體系方法等。
“曾經有國外學者總結說:中國人會做研究,但中國最大的問題是研發不出進行一流科學研究的尖端設備和儀器。這是我們的短板。像掃描電鏡、透射電鏡,做元素分析的高端設備等,包括我們做高端設備的材料,都需要從日本、德國或者是美國等發達國家進口,而有些高端設備和材料是國外對我們禁運的。這些都極大地限制了我們科研的腳步和國家推進工業化的進程……”師夷長技以自強,留心觀察,一路采擷,胡寧從他人身上感受到的可貴科研品質轉化為自身的財富。且緊密結合國際前沿和國家需要,確定了自己的從研方向。
總結自己多年的人生經歷,胡寧稱自己是非常幸運的,不管是在國內還是國外,都遇上了對自己幫助非常大的導師和師長。他們或對科學前沿有著高度的洞察力和靈敏度,或嚴謹或勤奮,他們身上各自閃耀的光芒都對胡寧的一生都產生了巨大的影響。“所以我從來不以壞意去揣測別人,因為我這一路走來遇到的都是好人。”胡寧笑著說,溫文的性格盡顯無疑。“所以學院里總有年輕人說我對人很好,因為你對別人好,別人也會對你好。”“予人玫瑰,手有余香”,曾經,胡寧在師長的真心幫助下一步步實現了成長,如今他也愿意用自己的真心、善意去對待每一個遇到的人,特別是年輕人!

五校航空航天及力學學術論壇
科研篇:深入探索——立足前沿摘取創新果實
有一種神奇的材料,它在變形的時候會產生電阻的變化,即壓阻材料。這類材料自被發現以來,被人們廣泛應用。比如把它制成壓力傳感器放到汽車里;把它制成芯片放到觸覺傳感器里;把它制成測力計放到機器人、材料試驗機、疲勞試驗機里發揮作用等等。它被廣泛應用于各類高端、精密儀器或者是在復合型傳感器中,還可應用到隧道、橋梁及各種建筑、飛機或者壓力容器等結構的安全性監測,以及各類產品的質量評價體系中。
有一種神奇的材料,它在變形的時候會產生電荷,而給它施加電壓后又會產生變形,即壓電材料。壓電材料,如高分子壓電薄膜材料的應用在我們的生活中也隨處可見,比如麥克風等音響設備、醫院里的聽診器等。不但如此,它還可以“上天入海”,用到飛機、火箭的制備;潛艇的聲吶設備和海洋風浪、潮汐發電中。聰明的科學家甚至把它做成發電床,用在檢票口中,每走過一個人就能發一次電,有監測顯示人流最多的時候,其最大發電功率能達到一萬瓦……
伴隨著科技技術的不斷進步,材料王國不斷有新成員涌現,包括含納米碳纖維、石墨烯等各種增強復合材料,可利用這些納米復合材料優越的力學性能將其用于航空航天結構等;同時,利用含石墨烯等各類納米復合材料來研發上述新型的壓阻或壓電材料也成為功能納米材料領域中的一個重要分支。這些新型的結構材料與功能材料被相繼開發出來用在軍事、航空航天工業等高端、重要領域中。因其特殊性,它們往往成為發達國家對我國的禁運品。
進入到胡寧的研究世界,你會發現他的研究世界是一個充滿神奇魅力,又對國家發展非常重要的材料和力學領域。而他的研究方向,也一直是圍繞國際前沿和社會需求,在主線不變的情況下不斷進行調整的。
從最初的應用力學,到碩士階段的計算力學,再到博士階段的固體力學,胡寧在起步階段,研究偏向于基礎理論,而當他跨出國門之后,深切感觸到國外對實際工程運用的重視程度。力學已經被作為一個工具,廣泛應用到機械、土木、材料、航空航天等各個工程領域。
在日本東北大學,胡寧最先接觸到的就是一個被廣泛應用于飛機制造領域的關鍵材料——碳纖維增強復合材料。這是一種被日本東麗、帝人等相關領域著名的跨國公司所壟斷,以及空客、波音等飛機“巨頭”廣泛使用的輕型結構復合材料。中國在這一領域的研究落后于發達國家二三十年,大大限制了航空航天等相關領域的發展。圍繞這一領域,以及復合材料中的一些基礎研究課題,如沖擊損傷等問題,胡寧開始展開長期、深入的研究。
從東北大學到清華大學任職后,圍繞結構損傷的在線診斷和評價,他又做了大量的工作。通過傳感器網絡,對一些重要結構如土木工程里的橋梁、隧道,工業界的壓力容器、飛機等采集其結構的靜力或動力學數據,對其進行在線健康監控,判斷其損傷的位置和程度等。
新世紀初,胡寧第二次返回日本東北大學時開始進行智能結構方面的研究。之后不久,他進入美國約翰霍普金斯大學任研究科學家,這是全美乃至西半球的一所高水平研究型大學,尤以其在醫學、商學、科學研究等領域的卓越成就而聞名世界,該校校友中先后有37人獲得諾貝爾獎。在這一世界著名的科研殿堂里,胡寧參加了馬里蘭州美國最大的陸軍裝備所一個關于坦克防穿甲彈的材料設計項目研究,在金屬材料和復合材料的力學特性方面積累了豐富的經驗。而在澳大利亞昆士蘭科技大學和日本千葉大學,他主要從事的是納米碳纖維、壓電高分子納米復合材料方面的研究,以及結構和材料的在線和下線評價技術研究等……
“國外擅長于將工程領域,尤其是軍工領域的問題轉化為科學問題交給大學、科研院所去解決,而我們在這一方面和國外有著很大的差距,做的程度不夠……”一路邊走邊看邊總結,胡寧總是希望通過比較差距,將距離轉化為奮進的動力,將他人的長處轉為己用。
不積跬步無以至千里,不積小流無以成江海。經過多年積累和不斷調整,胡寧的科研體系和研究哲學逐漸得以完善。他的研究領域非常廣泛,包括長期從事計算固體力學、金屬材料和復合材料及其結構的力學與其它物理現象、結構損傷診斷及其它反問題、優化設計等領域的研究工作。近年主要從事結構和功能納米復合材料的力學/電/熱等性能的數值模擬和實驗、基于功能納米復合材料的高性能傳感器的研制、復合材料的抗沖擊性能、LAMB波的數值模擬以及結構和材料的線下無損檢測和在線實時監控的實驗技術等研究,摘取了一個又一個國際一流的創新性果實:
他利用金屬鍍層的納米碳纖維和樹脂基納米復合材料開發的應變傳感器,其靈敏度高出普通金屬絲應變片的80倍,為該類材料制備的應變傳感器的世界最高水平;
他和團隊制備的石墨烯/PVDF壓電高分子納米材料的壓電性能和發電性能達到原來的壓電高分子材料PVDF的3倍和4倍;
他用有限元方法分析了CFRP層板在沖擊下的破壞擴展情況,這項工作為該領域的先驅性工作;
他在世界上首次提出了一種只利用結構的低階固有頻率和靜態變形數據進行結構損傷診斷的方法,獲得了國際同行的廣泛關注;同時在結構和材料的下線評價技術方面,他首次提出“超聲波能量流”概念,開發了一種只需要少量的掃描數據的超高效超聲波損傷圖像構造系統;
他在世界上首次發展了含隧道效應、碳納米管自身的壓電阻抗以及碳納米管導電網絡變化效果的跨尺度全三維阻抗網絡模型,首次指出了隧道效應是壓阻納米復合材料中的關鍵工作機理;在世界上首次模擬了碳管/陶瓷基界面力學特性;提出了一種跨尺度胞元模型模擬納米復合材料的熱特性等……
多年來,胡寧作為項目負責人和第一參與人獲得包括中國國家自然科學基金、日本學術振興會科研費(S級,A、B、C級)和日本科學技術振興會(JST)、美國Air Force Office of Sci. Res. (AFOSR)、日本東芝、鈴木汽車、新日鐵化學等著名公司在內的各項科研經費超過400萬美元。先后在AFM、Carbon、Nanoscale、Nanotech、Acta Mater等各類研究領域的核心期刊上發表論文230余篇,各類會議論文130篇,其中SCI檢索論文150篇,多篇論文進入ESI高被引論文,所發表論文累積被引用3000余次,其引用數在結構損傷診斷、功能納米復合材料等相關領域名列國際前茅……
一個又一個居于世界前沿的創新成果的獲取,是對胡寧勇攀高峰,創新不止的回報。一番努力過后,鮮花和掌聲接踵而至,其研究業績于2006年被日本朝日新聞進行了專題報道。他還先后獲得中國國家科學技術委員會頒發的國家科技成果完成證書、中國國家高技術航天領域專家委員會頒發的先進個人獎、四川省石油管理局科技進步一等獎、清華大學優秀青年教師獎等多項獎勵。特別獲得國家基金委的“海外及港澳臺青年學者合作研究基金(海外杰青)”(2007),入選重慶市和四川省“百人計劃”(短期項目,2007,2012),中組部“千人計劃”(A類,創新型,2013),入選愛思維爾高被引學者榜單(2014,2015,材料力學)等。
“總結我走過的科研生涯,我的工作內容大致可以用兩個關鍵詞概括,一個是‘結構’,最近的十余年,因為該領域的前沿性課題已經不多,所以我把研究集中到結構和材料的在線監測和下線評價技術;一個是‘材料’,包括壓阻和壓電功能納米復合材料以及結構納米復合材料等。不管做什么,我始終有一個目標,就是希望自己的技術能夠用到實際工程當中去,為工程服務。”研究走下高閣,為國家、為社會、為普通老百姓服務,是胡寧從研一生的感悟!

胡寧教授原日本研究室團隊合影
建院篇:大刀闊斧——打破傳統促進改革
雖然多年置身海外,但似乎總有一根線在胡寧和祖國之間牽著,那是血脈親情和朋友同事間建立起來的感情。
早在2005年,胡寧就受聘為重慶大學特聘教授。多年前,這所巍巍學府曾經助他成長蛻變;而今他也愿意將自己多年所學、所得反哺給母校,培養出下一代新人。也正因為有份情結在,當母校委以他組建航空航天學院重托時,他毫不猶豫地接下這一重任。
又因為有前期積累,胡寧雖為海歸“千人”,卻顯得更“服水土”。再加上多年在各個國際相關科學研究殿堂里積累的居于國際前沿的技術和先進的管理理念,他的“建院之路”顯得既具國際化,又符合國情、校情、院情。
正如上文所言,重航的成立是應國家和重慶市大力打造通用航空產業的需要,又立足于西部三線為數眾多的相關單位院所對這方面人才的需求。除此之外,航空航天是一個綜合性領域,它的成立還承載著重慶大學作為一個以工科為重要發展領域的院校,在校內的電氣、機械、材料等各學院和學科之間建立起溝通橋梁和相互交叉整合的載體。
于外于內,重航在“孕育之初”就飽含著厚重的期許。因而胡寧和他的領導班子在學院創辦之初,就得到了來自國家、學校乃至兄弟院校的大力支持。也正因為有了各方的支持,他們的“改革之舞”才舞動得輕盈、順暢。
“致天下之治者在人才,成天下之才者在教化。” “得人才者得天下,集人心者集大成。”“人”是建院之本,深諳此意的胡寧和他的領導班子,將“不拘一格、廣招天下人才”擺在了建院的第一位。
“說實話,我們西部的高等教育單位因為受地域和實力所限,在招攬人才方面顯得多少有些‘先天不足’,”胡寧笑著坦言自己在招攬人才方面遇到的困難。而他第一步接手的重航基礎是工程力學系,當時只有21名教師,卻承擔了全校幾乎所有工科專業的基礎力學的教學課程,因而很多教師只能把主要精力放在教學上,科研工作的創新性受到嚴重影響。
為此,建院之初,胡寧想盡一切辦法“招兵買馬”,招攬高端人才,包括為他們爭取更高的待遇;采用靈活的方式,引進國際高端人才;為有潛力的青年人開通“綠色通道”,破格錄用,破格晉升等。在他的努力之下,20多名人才被引進來,其中有80%從國外引進,來自新加坡、美國、日本等,有“青年千人”、重大“百人計劃”等青年俊才,也有從國內的中科院引進的“百人計劃”、北航和國防科大引進的教授等中年高端人才等。胡寧堅信,人才是第一根本,是“活水之源”,只有招攬到人才,才能為學院帶來更多的資源,因而不遺余力,傾盡全力。
學科建設是胡寧建院的第二步。憑借自己多年海外教育工作的經歷和學校的強有力支持,他和團隊結合實際需要先后申報建立了兩個人才培養平臺,包括航空工程專業碩士點和航空航天工程本科專業,這些平臺的建成將為國家尤其是西南地區培養輸送相關領域人才發揮重大作用。與此同時,學科的研究實驗室平臺也在不斷完善中,規劃建設航空材料、空氣動力、發動機、航空結構等5個實驗室。目前,第1期設備已經購買完成,實驗室場地有30%已經完成。學院未來還計劃申報國家和省部的重點實驗室。在教學實驗室平臺的建設方面,胡寧考慮到學院的學生理論基礎不錯,但動手能力不足、創新能力較差等特點,為此籌劃了5個教學實驗室平臺,除積極獲取學校層面的支持外,還準備申報教育部的重點教學實驗室,以加強學生的實驗動手能力。
職稱評定體系的改革是胡寧和他的建院團隊“改革之舞”的重要一章,力圖把教學改革和全面建設融為一體。
在重大,無論是體制內的教師還是引進的人才,職稱都需要經過評定。結合在國外的親身經歷和見聞,胡寧回國后就深感國內在這一方面體制不夠嚴格。“在國外工程學科很少有40歲以前就當上正教授的,倒不是以年齡評定人,理科如數學等學科還好,而工科是基礎知識扎實之外還需要經過長期工程實踐和經驗累積的。”為此,他建立了一個全校所有學院中最嚴格的職稱評審制度,旨在給教工形成一個長效的激勵機制。如此雖然承受了來自內部的各種壓力,但胡寧堅決執行,推行一段時間后,整個學院的教學和科研風氣就豁然開朗了。“一開始大家可能會有抵觸心理,但是后來發現這其實是一個良性的推動過程,在一個公平的環境下,工作成績是你贏得晉升的唯一途徑,如此不做他想,唯有努力上進提升自身實力。”這樣一來,也有利于提升學院的整體實力,對外樹立起良好形象。
新人新氣象,重航作為一個新成立的學院注定要以全新的姿態去迎接全新的挑戰。
初嘗改革勝利果實,胡寧很快又大刀闊斧地推行起了他的第二個改革,而這次改革的對象放在研究生資源的分配上。
“原來我們研究生資源分配采用的是按照職稱名額固定平均的辦法,我深感不妥。因為每個老師的特點都不一樣,有些擅長科研,有些擅長教學,我個人認為在工科領域不做科研很難做好教學。因為你如果把實際工程應用中遇到的問題作為案例放到教學中去,教學才會變得生動,易于學生接受和深刻領悟,學生學習的積極性也才會變高。在日本有些老師,在評上正教授后,已經不常發表論文,但他們依然會做科研,讓學生走完整個科研流程,包括從選題到基礎資料搜集;從研究方案的制定和實施再到研究成果的整理等,從而將科研和教學完美地結合起來。”結合實際需求,胡寧和他所在的領導班子打破“平均”,將學院的研究生資源向承擔國家、部委重點項目,論文、專利等科研產出高的老師傾斜;而資金、設備等資源也相應根據科研業績來進行分配。而對于扎根教學的老師,他們也會尊重,從其他方面給與補助,如此調動教工的積極性。
作為建院的靈魂人物之一,處在這場改革運動的“中心”,胡寧一直努力發揮自己的長處,引領推動著學院前行。建院兩年來,他廣泛利用自己多年在外積累的人脈和影響力,在學院舉辦了多次國際和全國性的學術交流會議,邀請很多國內外一流學府和科研院所的名師到學院做講座,并與他們開展合作等。交流學習的同時也為外界了解學院打開了方便之門。
與此同時,胡寧還鼓勵教師和學生時常“走出去”,為他們創造出外學習和深造的機會,從而把開放的思想和先進的技術帶回來,保持與時俱進,立于國際前沿。
除此之外,學院與兄弟單位、科研院所、企業間的交流與合作也逐漸增多。“我經常跟我們的老師說,做研究不是閉門造車,也不能做空中樓閣的技術,我們必須走訪行業與他們合作,因為我們的目的就是為行業服務。也許我們現在顯得比較弱,但可以通過合作的形式積極參與到很多具有重大價值的項目中去,在磨練中完成自身的成長。”“我們還跑了好多地方做調研,包括北航、西工大、北理工、清華、南航等,他們都是行業里知名的學府,我們希望通過學習他們的辦學經驗,在吸取他人長處的同時,走出一條屬于自己的特色之路。”在說到兄弟院校的時候,胡寧常懷感恩之心,他表示正是因為有他們的全力支持,才有了學院今天的發展和壯大。
幼苗承雨露,藍天任飛翔。得益于改革,得益于眾多支持,胡寧和他帶領的新重航人正在往更廣闊的藍天中展翅。學院的各項工作在胡寧這位睿智的領導帶領下逐步駛上了發展的快車道。

重慶大學航空航天學院2015屆全體畢業生合影
感悟篇:痛并快樂——在有限的空間“舞”出無限精彩
雖然建院取得了不錯的成績,但胡寧坦言在這過程中也面臨許多困難,也有困惑。
“我目前最主要的精力還是放在行政這一塊,因為回來之后才知道我們的底子有多薄。”胡寧如是說。而在他看來,師資力量后續不足已經成為學院騰飛的瓶頸。與很多西部院校一樣,胡寧所在的重航也面臨著因地域和資源受限招不來合適的高端人才的困境。“我們人才引進已經完成了一部分,但目前還缺兩個檔次的人,一個是主要從事高水平基礎研究的杰出人才,再就是帶動重航往行業發展并能夠完成更高層躍進的高端領軍人才,像‘杰青’‘長江學者’這一類的。”為解決人才難題,胡寧甚至在海內外當起了“有名的說客”,經常“打感情牌”邀請認識的高端人才加盟。“未來,重航還會在這一方面傾盡全力。”他表示。
“作為國家高等教育體系均衡發展和各地區學生均有受高水平高等教育的公平性的體現,我呼吁國家相關部門能在人才引進和資源分配上對我們西部地區的院校有所傾斜。”同為西部院校,胡寧對西部地區發展所受的限制感同身受。除了遭遇人才難題之外,目前國內的資源的過度集中,封閉的體制也成為重航發展的“藩籬”。“在我們這一領域里,資源其實多數集中在原本力量就比較雄厚的地區和單位里,一方面容易造成資源浪費,另一方面又不太利于后起院校和落后地區單位的發展。”他在接受記者采訪時說。
“不可否認,西部地區與較為發達的地區相比還是比較落后的,包括觀念和體制上,但是越這樣越應該有所扶持。”在胡寧看來,雖然發展受限,但并不意味著不能有一番作為。他堅信,給一個借力的翅膀,重航這只匍匐在西部地域的雄鷹,同樣可以實現騰飛。
令胡寧感到欣慰的是,目前學院的框架包括體制建設、學科平臺、人才梯隊等已經搭建起來。職稱評審這塊正在逐漸理順,研究團隊也逐漸完備。對學院的未來發展方向,他有著清晰藍圖:“航空、航天材料,發動機等領域是我們未來重點發展的領域,長期以來,相關領域的關鍵技術、設備、零部件、系統等一直是西方國家對我國高科技禁運的重要內容。所以我們一定要走自主創新之路,這也是世界航空工業強者的成功之路。”立足國家需求的同時,胡寧不忘學院服務西部的初衷,他希望未來學院能為國家特別是西部輸送航天航空工業領域里的高端技術工程人才、培養出服務西部的飛行員等。“科學技術為工程服務”,他始終不忘自己的初衷。
“在人才管理方面我們采用金字塔的管理模式,年輕教師后備力量也已經在培養,我負責把控大的方向,而他們負責具體執行和細節處理。”有延續就有希望,胡寧對這一點有清醒的認識,因而下定決心培養年輕人。
“未來3年,整個平臺有望搭建完成,我常常受困于國內管理機制的過分復雜,手續繁多,耗時耗力,這影響了我們建院的進度,且學院人才引進的自主空間太小……”胡寧深感國內體制的欠缺對于開展工作的不利。但他并不沉陷于此無所作為,而是選擇在有限的空間內盡可能地“舞”出精彩。因為考慮到學院發展的客觀環境,他在全力推動改革前行的同時,也會避免浮躁,綜合考慮長遠穩步推進。譬如雖然師資緊缺,但他依然提倡名師上講堂,堅持教師上崗前一定要認真做好培訓等。在他的內心深處,始終有一名研究型管理者特有的嚴謹,有一個為人、為事不可逾越的準則,指引他前行。
對重航的未來,胡寧充滿信心。信心的基礎建立在國家、重慶市對于相關產業發展的支持上,在其對于推動西部相關領域發展的重要意義上,也在學校甚至是兄弟院校的大力支持上。他和新重航人所要做的,就是昂起頭來奮力向前飛行。
從無到有、由小到大、由弱到強,這是新中國航空工業走過的奮斗歷程。對重航人,對胡寧來說,建院之路何嘗不是如此。艱難困苦,玉汝于成。創業維艱,他們已經做好了迎接機遇和挑戰的準備,只待振翅高飛。
來源:科學中國人 2016年第8期
胡寧教授接收重慶電視臺采訪
發布時間:2015-04-07 2015
2015年3月31日,世界上最大的太陽能飛機,瑞士“陽光動力2號”(Solar Impulse 2)飛抵重慶,將山城作為其環球飛行的中轉站。當天,重慶電視臺新聞頻道播出了記者就“陽光動力2號”相關問題對重慶大學航空航天學院院長胡寧和副院長嚴波的采訪錄像,兩位教授從專業角度深入淺出地介紹了“陽光動力2號”的各種情況,為全市人民作了一次生動的科普。

胡寧教授在采訪中首先展示了“陽光動力2號”太陽能飛機上使用的碳纖維復合材料。他介紹,這種復合材料每立方米僅重25克,密度是紙張的三分之一,鋪設到夾心蜂窩狀表面構成輕質材料,強度卻能達到飛行的要求。這架重達2.3頓的飛機之所以能在8500米的高空以不高于100公里每小時的速度平穩飛行,還得益于其長達72米的翼展。胡寧教授不久前還曾與機上兩位飛行員伯特蘭•皮卡德(Bertrand Piccard)先生和安德烈•波許伯格(André Borschberg)先生一同座談,在采訪中他也對兩位飛行員的情況作了簡要介紹。
研究業績于2006年被日本朝日新聞進行了專訪報道。