采访人：沈教授，您的研究团队通过显微结构调控实现了聚合物复合材料的多性能协同优化。请问，哪项性能调控最具挑战性？这项技术突破将为新能源器件带来哪些技术革新？

沈教授：在材料科学领域，性能参数的倒置耦合效应是制约先进功能材料发展的关键科学难题。这种效应广泛存在于各类材料体系中：金属材料的强度-塑性、陶瓷材料的硬度-韧性，电介质材料介电常数-介电强度等。一种性能提升往往会导致另一种性能下降，而材料科学领域始终在寻求二者之间的平衡。

近20年来，我们课题组聚焦于聚合物复合电介质材料这一重要体系，致力于破解介电性能的倒置耦合效应这一基础科学问题。若能突破现有材料体系的性能极限，实现兼具高介电常数与高耐压强度的"双高"特性，将推动储能器件实现能量密度与运行可靠性的双重飞跃，为“双碳”战略下的能源革命提供核心材料支撑。基于物理储能原理的电容器在智能电动汽车的动力转换系统、可再生能源发电的调峰储能、脉冲电源及先进电磁装备等战略性新兴领域发挥着不可替代的作用。

研究团队通过系统的实验研究和理论分析，取得了一系列创新性发现：首先，从微观机制入手，研究了聚合物复合电介质电极化的起源机制，以及如何通过外场对其进行调控；其次，在宏观性能层面，深入研究了无机-聚合物复合电介质中的界面科学问题，包括界面结构、荷电状态及界面电极化在复合材料整体电极化中的关键作用。通过显微结构调控，我们开发了新的理论设计方法，成功破解了聚合物复合电介质在极端多物理场耦合条件下的介电失效机制，即在高电场、高温和高应力荷载下的性能表现。这是我们在基础研究过程中所面临的最具挑战性的性能调控，这项突破性进展标志着电力电子器件从传统的"被动适配"向"主动调控"的范式转变，具有重要的科学价值和应用前景。

采访人：沈教授，您课题组研发的先进电介质材料在脉冲电源和固态储能领域有很好的应用前景。从当前技术成熟度来看，哪项技术最有希望实现产业化？从实验室研发到大规模量产的技术转化过程中，面临哪些关键性挑战？

沈教授：高温高能量密度聚合物复合电介质薄膜是目前最具产业化前景的技术方向。作为脉冲电源储能电容器的核心介质材料，我们已经完成从基础研究到中试放大的关键过渡。在过去五年中，我们在浙江桐乡乌镇实验室建立了完整的中试生产线，自主设计并制造了12台专用装备，成功实现了高质量、高一致性复合电介质薄膜的规模化量产。

目前的研究重点聚焦于两个方面：一是持续优化工艺参数以提升产品良率，二是与电容器生产商紧密合作，计划在年内启动面向电动汽车动力系统、大科学装置及先进电磁装备等领域的工程验证。

从实验室研发到工业化量产的过程充满挑战。过去三十年间，脉冲电源领域始终面临核心材料瓶颈，传统材料体系难以满足新一代电子装置对电介质材料日益提升的性能要求。薄膜电容器的独特结构要求新材料必须能够实现高质量、高一致性的批量生产，这与传统材料研发的迭代逻辑相反，导致众多研究团队在产业化进程中受阻。基于这一认识，我们课题组提前进行了战略布局，在十年前就启动了产业化准备工作，并有幸获得了地方政府的大力支持。经过持续的技术攻关，最终实现了高温高能量密度聚合物复合电介质薄膜的规模化量产。这一历程充分体现了从基础研究到产业应用的全链条创新所面临的复杂挑战，其中的艰辛令我们感触颇深。

采访人：沈教授，您课题组在柔性智能材料领域的研究成果在感知-驱动一体化方面展现出显著优势。基于当前技术成熟度，您认为未来三年内最具商业化潜力的应用领域有哪些？

沈教授：我们课题组长期致力于功能复合材料显微结构调控研究。近五年来，我们探索了柔性智能材料这一前沿研究方向。通过系统研究无机-有机复合材料体系，我们发现界面特性和无机填料在聚合物中的分散状态，是决定材料性能的关键因素。约五年前，我们受多孔陶瓷制备技术启发，成功设计并制备出 333 型柔性压电复合材料。通过构建三维连通网络，并创新性地引入电学梯度过渡层，有效攻克了弹性模量与介电常数不匹配的技术难题，实现了材料柔性与高压电性的协同优化。三年前，我们成功研制出弹性模量<100 MPa，压电系数d33 >150 pC/N的高性能柔性压电材料。基于这一创新成果，我们有幸承担了相关国防科研项目，并重点探索了该材料在水下攻防领域的应用潜力。该材料具有低水声阻抗和优异加工性能，有望未来两年内在无人潜航器等装备中完成应用验证。

此外，针对该材料轻质、柔性和高灵敏度的特性，我们已启动在航天领域的应用研究，重点开发用于大型航天器的振动传感及振动抑制系统，力争在短期内实现具有示范意义的空间技术应用。

采访人：沈教授，您在多个前沿领域取得了突破性进展。回顾您的学术生涯，最初是什么契机促使您选择并深耕聚合物复合材料领域？作为清华大学博士生导师，您最希望培养学生具备哪些核心素养？

沈教授：我要特别感谢我的恩师南策文院士。本科阶段申请进入实验室时，正是南院士引领我进入聚合物复合材料这一充满前景的研究领域。当时的我尚处于科研的起步阶段，只有一个简单的信念：导师指的路一定是对的，我只需全力以赴。从那之后，二十多年的时间里，我始终专注这一领域。随着研究的深入，我越发感受到这个领域的魅力。从最初单一的电学性能研究，逐步拓展到力-电耦合、热-电耦合等多个研究方向。为了保持学术前沿性，我不断学习新知识，从材料计算模拟到当前正在探索的人工智能大模型在材料研究中的应用。这段学术历程让我深刻认识到专注深耕一个领域的重要性，这也是我希望传承给学生的科研态度。

在621所多功能厅，颜院士“报效祖国，是知识分子的良心和责任”的箴言令我深受触动，这简单的话语道出了我们科研工作者的初心。尽管我已45岁，但我内心始终提醒自己保持爱国的赤子之心。

作为高校教师，我希望培养学生以下三方面核心素养：

第一，要永葆赤子之心。这份对祖国的热爱，是我们克服科研困难、激发创新潜能、勇攀科学高峰的内在动力。我们课题组在国防关键材料领域的突破性进展，正是源于这种使命担当。

第二，要永葆好奇之心。坚持不懈的探索和追问“为什么”是持久创新的关键，唯有热爱能敌岁月漫长。我平时喜欢涉猎天文、地理、古人类学、医学等多个领域的知识，也爱读《道德经》、《庄子》这样的经典。这种求知欲促使我们课题组在一次失败的实验中意外发现了新现象并在《Science》发表了重要成果。近期，我们又发现了一种新的聚合物复合电介质微观结构调控方法，可能会带来新的突破。

第三，要永葆拥抱新事物的勇气。我常对学生们说，每十年应当拓展一个新的研究领域。去年开始，我们课题组就积极学习人工智能技术，并用于新材料研发。在科技迅猛发展的今天，勇敢的拥抱新事物才能实现持续创新。长期局限于单一研究领域反而可能制约发展，虽然有人视之为坚持和追求完美，但如果一个研究方向历经十年仍停留在“具有潜在应用价值，但存在诸多技术瓶颈”的阶段，其实际应用价值难免令人存疑。我们要做的，是在坚持中求变，在传承中创新。

采访人：沈教授，作为中国复合材料学会的资深专家，基于您在该领域的深厚学术积淀，您认为学会在促进聚合物复合材料与人工智能、新能源等新兴领域的跨学科融合方面，应当发挥怎样的引领作用？

沈教授：中国复合材料学会名称中的“复合”二字本身就体现了交叉融合和跨学科创新的核心理念。随着科技发展，我们越发认识到：很多关键技术难题无法通过单一材料体系解决，必须依赖复合材料的多功能耦合特性。这一认知启示我们，学科划分应当服务于实际需求，学科边界不是不可逾越的红线。

从战略层面来看，未来的科研组织应当突破传统学科壁垒，将研究活动深度融入国家重大战略需求之中。具体而言，可以围绕新能源系统、半导体技术、高超声速飞行器等重大工程目标，构建跨学科研究团队。当科研人员以解决具体工程问题为导向时，学科界限自然会趋于模糊。这要求我们保持开放包容的学术态度，主动寻求与其他领域的对接点。

复合材料学科的战略重要性日益凸显，学会应当充分发挥其独特的桥梁作用，推动形成更加开放、融合的科研创新体系。作为学会分管学术交流的副秘书长，我建议多举办需求导向的专题研讨会，聚焦具体工程领域，邀请不同学科、甚至产业界的专家学者共同参与。这种跨界交流往往能激发创新思维，发现传统研究模式下难以触及的新问题，并找到突破性的解决方案。