河南夏邑80后博士，靠模仿贝壳造出比钢轻还强的材料，如今执掌中科大国家重点实验室

河南夏邑80后博士，靠模仿贝壳造出比钢轻还强的材料，如今执掌中科大国家重点实验室

河南商丘夏邑县，一个普通农家走出的80后，没有清北光环，本科读的是河南大学，却一路杀进浙江大学、清华大学、美国佛罗里达州立大学，最后在2024年底全职加盟中国科学技术大学，当上苏州高等研究院副院长，还要牵头建设仿生界面材料科学全国重点实验室。这个人叫程群峰，1981年12月出生，河南夏邑人。他的研究听起来有点“土”——模仿贝壳、木头、骨头的结构造材料。但就是这条“仿生”路线，让他解决了二维纳米材料湿态组装褶皱多、致密度低、界面弱的老大难问题。很多人第一次听说“石墨烯复合材料拉伸强度达到1.7GPa”没有概念。换个说法，这个强度大约是钛合金的两倍，但密度只有钢的六分之一。也就是说，同样大小的零件，用他的材料做，重量轻一大截，强度反而更高。

程群峰最早在河南大学读的是化学专业，2003年毕业。那时候纳米材料正是风口，但他没有一头扎进“发论文混圈子”的路子，而是去浙江大学读高分子化学与物理，系统研究高分子和纳米复合体系。2007年博士毕业后，他又去清华大学和美国佛罗里达州立大学做博士后。这两段经历让他彻底想明白一件事：单层二维材料性能再牛，一旦堆叠成块，性能就崩了。原因很简单，片层之间像一摞湿纸，干了以后全是褶子，结合力也差。自然界里其实早就有答案。贝壳的珍珠层就是一层层碳酸钙片叠出来的，中间夹着薄薄的有机质，强度和韧性都远超人工陶瓷。木头、骨头也是类似的多级层状结构。程群峰要做的，就是把人造二维材料也“砌”成贝壳那样。

2010年他入职北京航空航天大学，一干就是14年。从普通教师到教授、博导，他带着团队死磕仿生层状纳米复合材料的界面调控。传统湿法组装二维材料，片层在水里分散，干燥时水的表面张力会把片层拉皱、拉松。程群峰提出了“纳米限域水辅助组装”策略。简单说，就是不让片层泡在大量水里，而是让每片之间只保留极薄的一层水膜，相当于给每层砖之间抹一层“水砂浆”。在这层受限水膜里，片层可以滑动、排列整齐，干燥后自然致密贴合，褶皱大幅减少，界面结合强度明显提升。这套思路后来直接推动了石墨烯、MXene基复合材料力学性能的关键突破。相关成果多次发表在《Science》《Nature》这些顶刊上。但程群峰不是只刷论文的人，他的团队累计发表论文超过一百篇，授权发明专利四十多项，还出版了专著《仿生层状二维纳米复合材料》。

2024年底，程群峰离开北航，全职加入中国科学技术大学，出任纳米科学技术学院讲席教授、苏州高等研究院副院长。这个选择并不意外。中科大把“仿生界面材料科学全国重点实验室”的牵头建设任务交给了他。这个实验室的定位很明确：不再停留在实验室样品阶段，而是要把高强、导电、轻量化的二维纳米复合材料推向真实工程场景。储能器件、柔性电子、声学器件，是他团队重点探索的三个应用方向。这些领域都有一个共同痛点：材料要又轻又强，还要能大规模低成本制造。传统工艺要么能耗高，要么污染大，二维材料的绿色制造一直卡在工艺环节。

程群峰在多个公开学术报告中给出过一个数据：用室温水溶液替代高温烧结或强酸氧化工艺，能耗可以降低大约百分之七十。这个数字意味着什么？石墨烯、MXene这些材料本身不便宜，如果制造过程再耗费大量电和化学品，就很难走出实验室。降低七成能耗，等于把材料成本中最重的部分砍掉一大块。他坚持“绿色低碳制造”不是喊口号。从北航到中科大，他的团队一直在做水体系组装，避免有机溶剂和高温处理。这种路线一方面环保，另一方面也更容易放大生产。

在人才培养上，程群峰有个习惯，要求学生同时具备科研思维和工程视角。他不会只问“性能提升了多少”，更会追问“这个工艺能不能稳定重复”“材料批次差异有多大”“成本能不能接受”。这些在纯粹基础研究里常常被忽略的问题，恰恰决定了新材料能不能用出去。他在北航带过的研究生，不少人进入航天院所、新能源企业和高校继续做材料研发。中科大接手实验室后，他也在苏州高等研究院搭建新的团队，把“敢于挑战关键科学难题”作为选人标准。

回看他的荣誉列表，国家杰出青年科学基金获得者、中国化学会会士、中国化学会青年化学奖、茅以升北京青年科技奖、北京市杰出青年中关村奖，每一项都不轻松。但他没有被“帽子”绑住脚步。在北航已经做到教授、博导、有稳定团队的情况下，50岁不到的年纪选择换平台，去牵头建设一个新实验室，这在学术圈并不多见。有人问他为什么去中科大，他的回答很直接：这里的工程应用氛围更浓，离产业需求更近，全国重点实验室的平台能让他把材料真正推到器件里去。

程群峰的研究起点是“模仿自然”，但落脚点一直是中国制造业里最头疼的材料问题。比如航空航天需要轻质高强结构材料，柔性屏需要反复弯折不裂的导电薄膜，储能电池需要高导电且稳定的电极骨架。这些需求背后，都绕不开二维纳米材料的组装质量。他解决的不是某一种材料的某个参数，而是二维材料从“单层性能优异”到“宏观性能可用”之间的鸿沟。这个鸿沟挡了行业很多年，因为片层之间的结合和排列方式，直接决定最终材料的强度和导电性。现在他手里有石墨烯复合材料，抗拉强度做到钛合金两倍，密度只有钢的六分之一。MXene基复合材料也在高强和高导电之间找到了平衡。这些不是实验室里的“纳米粉末”，而是可以压成薄膜、做成器件、装进产品的宏观材料。

从河南夏邑到北京，再到苏州和合肥，程群峰的轨迹很清晰：每一步都踩在材料科学最难啃的骨头上。他本科不是顶尖985，但他从没把出身当借口。他研究的东西听起来不酷，贝壳、木头、骨头，满大街都是。但能把“土东西”变成《Nature》上的数据，再变成国家重点实验室的主攻方向，这本身就是一种能力。现在他每天面对的是仿生界面材料科学全国重点实验室的筹建事务，是团队招聘、设备选型、项目申报，还有和产业界对接的具体问题。这些活儿琐碎，但每一步都和他二十年前在河南大学第一次接触化学实验时想做的事一致：把材料做得更强、更轻、更省。他没有说过什么豪言壮语，公开报道里他谈得最多的就是“界面”“组装”“限域水”“能耗”这些干巴巴的词。但正是这些词，正在一点点改变中国在先进功能复合材料领域的位置。