陇原两朵科研奇葩争奇斗艳

12月11日，由中国全国妇女联合会、中国科协、中国联合国教科文组织全国委员会和欧莱雅（中国）共同主办的第九届“中国青年女科学家奖”颁奖典礼在北京钓鱼台国宾馆举行。来自全国5个省市以及香港特别行政区的10位青年女科学家获此殊荣。其中，兰州大学西部环境与气候变化研究院勾晓华教授以及出生和成长在甘肃的中科院金属研究所研究员卢磊两位女科学家荣膺这项有中国青年科技女性“诺贝尔奖”之称的奖项。本报记者近日分别专访了两位女科学家，进一步了解了她们在各自研究领域当中的点点滴滴。

兰州大学西部环境与气候变化研究院勾晓华教授——

树木年轮研究关乎全球生态环境变迁

○个人简介：勾晓华，女，1970年生，甘肃金昌市永昌人。博士生导师，兰州大学西部环境与气候变化研究院气候变化与应对研究所所长，教育部“新世纪优秀人才”计划入选者。兰州大学西部环境教育部重点实验室学术带头人，国家自然科学基金委“创新群体”骨干成员。近年来主要从事树木年轮气候学、水文学和生态学的教学与科研工作，先后多次到美国、英国、德国等国家进行学术访问和合作研究。

全球气候和环境变化是我们越来越常听到的一个词，在全球变化的背景下，一个区域会发生什么变化，生活在这里的人们又该如何适应这种变化？显然，只有在正确认识这种变化的基础上，人们才能够积极适应这种变化。而勾晓华教授正是一个从事这方面研究的专家。

不少人听过从冰川的变化、化石等方面研究气候和环境的变化，可是用树木年轮来研究相信绝大多数人闻所未闻。那么勾晓华是怎么接触到树木年轮的研究的呢？她告诉记者，其实这也是一个意外。当时她大学本科专业学的是生物，毕业之后找到的工作却是从事地理方面的研究，而地理中有树木年轮研究这一分科，她觉得树木年轮怎么也和自己的本科专业有点关系，所以就开始了这一方面的研究，而且她发现自己对树木年轮接触的越深入就越来越喜欢这个研究方向。

看起来很普通的树木年轮怎么能揭示气候和环境的变化呢？勾晓华告诉记者，通过研究树木年轮，我们可以知道一个研究区过去几百年到几千年的气候变化和生态环境变化历史，并可找出其中的变化规律。了解了环境变化的特征和规律，就可以在此基础上对未来环境变化做出预估，让人们能够合理安排自己的生活。树木用年轮述说着它们经历过的点点滴滴，比如树木年轮的宽度与温度、降水、太阳辐射、二氧化碳浓度等气候因子有着复杂的相关关系；而树木生长过程中经历霜冻、干旱、森林火灾和虫灾等，还会造成年轮结构异常。研究人员需要利用图像分析、化学元素分析等方法，去逐一解译这些语言。树木有共性，也有自己的“个性”，甚至采样过程中的损伤、样品自身的裂隙和打磨留下的擦纹等都会在图像中成为“噪声”。

从野外到实验室，在采集和分析了数不清的树木年轮样本之后，她取得了许多引人注目的成就，例如重建了祁连山等干旱地区过去几百年来的气候状况。黑河等70多条河流发源于祁连山，了解祁连山地区历史时期的气候变化，对研究干旱变化的历史尤为重要。中国是世界上荒漠化最严重的国家之一，目前，勾晓华正致力于研究中国西北更广阔的干旱地区的气候变化，期望用树木年轮告诉我们绿洲化、荒漠化的驱动机制，从沙漠手中争夺森林、草原和耕地。

实际上，中国的树轮学研究起步较晚，与国际最新、最好的研究成果相比还存在一定差距。但在勾晓华等研究人员的努力下，差距正在缩小——目前，中国树轮学发展迅速，研究队伍也在迅速扩大，在国际上发表了一些高水平研究成果。通过和美国哥伦比亚大学等高校进行合作研究，勾晓华深刻意识到，中国的树轮学研究工作目前仅限于小区域研究，缺乏大范围的面域研究，以及全球或半球尺度的研究。因此，她希望在未来研究中对不同区域的气候变化进行比较，并进一步分析干旱区森林生态系统对全球及区域的气候变化会做何响应。

中科院金属研究所研究员卢磊——

“新材料领域

鱼与熊掌必须兼得

”

○个人简介：卢磊，女，1970年生于庆阳市华池县。中国科学院金属研究所研究员。1997年7月于中科院金属所获工学硕士学位，2000年6月于中科院金属研究所获工学博士学位，毕业后留在中科院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室工作。现为中科院金属所材料的疲劳与断裂研究部金属及合金超细晶体材料的力学性能研究组负责人。

“鱼与熊掌不可兼得”，这是我们在日常生活中时常面临的困境，因此很多时候，我们不得不做选择题。而有时，这种难题也会出现在科学研究中，但科学家却没有选择，因为现实情况要求他们“鱼与熊掌”必须兼得。而中国科学院金属研究所研究员卢磊就做到了这一点。卢磊出生于四川省的庆阳市华池县，直到高中毕业考上大学才离开甘肃。

卢磊告诉记者，导电材料中，绝大多数都是各种金属和合金材料。强度和导电性，是导体材料的两个至关重要的性能，因此在工业应用中，往往需要导体材料同时具有高强度和高导电性。例如，导电磁铁线圈中的导线既要承受巨大的电磁作用力，又要保持较低电阻，以降低电流导致的温度升高。故而，高强度和高导电性是超导磁铁中导线必不可少的重要性能。

然而，“鱼与熊掌不可兼得”的难题，恰好就出现在这里。卢磊说，因为在常规金属材料中，这两种性能往往相互抵触，不可兼得。通常，纯金属(如银、铜等)都具有很高的导电率，强度却很低。通过一些强化手段，我们可以提高金属的强度，如合金化(添加合金元素)、晶粒细化或加工强化，但问题是，通过这些技术进行强化后，金属材料的强度会有所提高，但电导率却会大幅度降低。其原因在于，上述强化技术会在金属材料中引入各种缺陷，这些缺陷会显著增加材料对电子的散射，从而降低导电性能，也使电阻增大。还有一些方法，比如复合材料法，虽然可以把材料的强度增强很多，导电性也有一定的提高，但这种方法的工艺非常复杂，得到的产品在性能上也不稳定，最关键的是成本非常高。因此，如何同时实现金属材料的高强度和高导电性，一直是一个悬而未决的科学难题。

2000年，这个难题摆在了卢磊面前。经过一段时间的摸索，她决定跳出既有方法的限制，在以前研究纳米晶体金属的基础上，她和同事决定尝试一种特殊的低能共格结构：纳米孪晶。如果两个晶体沿一个公共晶面构成镜面对称的位向关系，这两个晶体称互为“孪晶”，这个镜面即为孪晶界面。

正是基于这种开创性的想法，卢磊和她的团队经过4年的不断尝试和努力，终于把不可能变成了可能。他们制备出的纳米孪晶纯铜体现出了极其优良的特性，不仅具有高强度、高导电性，而且还解决了另一个矛盾：纳米孪晶纯铜在具有高强度的同时，还具有很好的塑性和韧性——通常，高强材料的韧性一般都很低，而坚韧材料的强度又很低。

在高强高导材料领域，卢磊的研究是一个非常重要的突破，开辟了一个新的材料研究领域，未来的纳米孪晶结构材料不仅能够减少输电线的电能损耗，应用在微电子领域后，这些材料还能让我们的电脑、手机等产品越来越薄、越来越小，使用寿命也会越长久。  

华池新闻，新鲜有料。可以走尽是天涯，难以品尽是故乡。距离华池县再远也不是问题。世界很大，期待在此相遇。