实现液晶物理效应突破，他学成归来，南邮发力！

“搭建光路最重要的一点就是光路要准直。”“在这个位置，液晶盒需要曝光。”如往常一样，李炳祥早早来到实验室，为同学们讲解和指导实验。致力于液晶软物质物理的研究，李炳祥在液晶超快光电调控、三维液晶孤子领域颇有建树。

2020年，在美国肯特州立大学液晶研究所学习工作7年后，李炳祥回国入职南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院，组建软物质跨学科研究团队和软物质跨学科研究中心，在液晶领域持续发力。

【资料图】

李炳祥教课题组师生如何搭建光路系统

01 “学成归国是我始终如一的选择！”

“祖国培养我这么多年，我出国的时候就想着学成后回国发展、报效祖国，这是我一直以来的愿望。”当被问及回国工作的缘由时，李炳祥毫不犹豫地说。2013年，他来到美国肯特液晶研究所，“留学前多年的学习工作经历，让我在理论和科研技能上有了一定的储备。”出国前，硕士期间一直对液晶相关理论的刻苦钻研，为他在美国从事液晶领域的研究打下了扎实的基础。担任高中物理老师5年的经历，让他感受到现有的知识远远无法揭示神奇的自然物理现象，这进一步激发了李炳祥继续深造的决心。

美国肯特州立大学液晶研究所是世界液晶研究发源地之一，也是世界液晶研究工作者的摇篮，李炳祥在美国的7年间，一直跟着导师欧雷格·拉文托维奇教授。在这所世界知名液晶研究机构从事液晶研究，导师对李炳祥的影响颇深。“敢拼”是师生二人的真实写照，他们曾驱车9个小时前往美国布鲁克海文国家实验室，通宵两天开展实验研究。

李炳祥回忆，导师每天都会利用中午和傍晚各半小时，指导学生做实验和答疑解惑，课题组一直保持边喝咖啡边聊科研的习惯，成为团队的一个特色。李炳祥把跟随导师学习到的做人做事的理念带到了自己的团队，保持每天和学生交流沟通，通过一言一行把知识和经验传递给学生。

在美国求学期间，李炳祥就与南京结下了不解之缘。他在肯特液晶研究所发表的第一篇论文所需要的材料，就是来自江苏和成显示科技有限公司的特色液晶材料。“南京在液晶领域积淀深厚，我与南京渊源颇深，选择这里理所应当。”李炳祥在谈及回南京工作的原因时这样说。

李炳祥向课题组师生讲解数字掩膜光刻机的使用

“学校和学院给我配套了独立的实验室和充足的启动经费，在南邮，我可以组建团队，实现学术自由。”在学校和学院的大力支持下，李炳祥的实验室快速建设，团队不断纳新，让他可以心无旁骛地科研。来到南邮后，李炳祥就接连获得国家高层次人才项目、国家人社部人才项目、国家重点研发计划专项课题、江苏省自然基金委前沿引领项目课题等省部级科研项目的资助，并获评国家高层次人才青年项目获得者、国家人社部高层次人才项目获得者、南邮“华礼人才支持计划领军人才”等称号。

02 14年坚持，只为“神奇”的液晶

从2009年初次接触液晶，李炳祥已经与液晶打了14年交道，说起液晶，他自豪地分享：“液晶是一个很美的材料，它有很多神奇的物理特性，同时也是一种赋能和智能材料，能与其他材料结合，实现1+1>2的效果。”

李炳祥所研究的方向是液晶物理效应的挖掘和应用的开发。大多数人对液晶的了解还停留在液晶显示上，李炳祥介绍道：“液晶显示是基于电场对液晶分子集体指向的调控。在我们的研究中，不仅实现了液晶分子的集体转向，还可以实现液晶分子指向的空间图案化。”

耗费近10年时间，李炳祥和团队实现了液晶调控从毫秒到微秒、纳秒的跨越，将液晶电致双折射率的变化提高了50倍，从0.001提高到0.05，同时在液晶一维软周期超结构中实现了纳秒电光响应，将该结构电光调控速度提升了4个数量级。液晶调控技术的突破可应用在光波导、通信等领域。这一突破有望生产出响应时间更短、反应更快的光学元器件，可以让人们沉浸式体验虚拟现实，身临其境地享受视听盛宴,从而解决人在体验AR、VR等虚拟现实技术时会出现头晕的问题。

1834年，人们在行驶的船前面发现了一种特殊的水波，该水波能沿着特定方向传播，这是人们第一次发现孤子。此后一百多年时间里，人们思考如何实现三维孤子的稳定传输。

李炳祥通过观察偏光显微镜观察液晶的显微织构

“在研究孤子的形成机制时，我们和另一个团队合作，但坚持三年后，合作伙伴便放弃了这一方向。”李炳祥认为做科研最重要的就是坚持，他和课题组成员一直坚持，改变思路、多角度研究，引进更先进设备，最终克服瓶颈，在很小的电压频率范围内成功发现了稳定传输的三维孤子，突破性地实现了三维孤子在液晶中的稳定传输和调控。三维孤子就像一枚“子弹”，能够在液晶这一均匀介质中高速“飞行”比它们自身尺寸长几千倍的距离而不弥散，在碰撞中也能存活。

李炳祥不会把自己局限在一个方向上，除了把自己擅长的领域做好，他还不断扩展科研的边界，“我往往会同时做两个方向的实验，一个做不出，可以换一个方向做，保持做实验的强度。”这使他在液晶的多个研究领域有了丰富的成果积累。

03 在南邮，液晶落地生根

“我们希望培养出软物质跨学科的精兵强将。”李炳祥结合国内外求学经验，在学校、学院的大力支持下，组建了自己的科研团队“smile group”。团队成员现有3位老师，分别来自电磁场与微波技术、化学物理、光学工程专业，研究纳米光子学、手性液晶材料、纳米材料应用等方向，保证了学生可以在课题组选择自己感兴趣的方向。“团队研究方向契合，学术氛围浓厚，成员相互鼓励，激发了我的学术热情和动力，鼓励我更加努力地追求卓越的科研成果。”团队青年教师杨朝雁说道。

对于自己团队的学生，李炳祥的培养理念简明但切中要害，既融合了中外业界泰斗的指导，又来源于自己担任高中教师的教学经验。从“3+3”到“4+5”的培养模式——本科生期间通过南邮成长导师制度加入团队，研究生期间继续在团队深造，本硕课程与科研融汇贯通，以期培养出既能系统掌握知识，又能够独立思考、做好科研的学生。

李炳祥为课题组师生讲解光路的搭建和使用

2019级本科生陈佳浩是第一批进入李炳祥科研团队研究学习的本科生之一，回忆起与李老师相处的点点滴滴，他说：“追求细致、极致一直是我们科研组的氛围。我的每篇论文，李老师都会提出非常细致的修改意见。”大到文章布局、实验方法敲定，小到图例字体、英文写作规范等等，李炳祥都会一一与学生探讨，确保学术研究的准确性与科学性。

目前，课题组内本科生绩点排名均在专业前20%到30%，其中，2019级三名本科生全部保研，并留在团队继续深造。2019级本科生宋振鹏在加入李老师的团队后，做到课业科研两不误，最终以绩点专业前5%、本硕博专业推免总评成绩第一名，成为李炳祥首位直博的学生。

“我希望团队能够紧紧围绕液晶软物质，开展其新奇结构、物理性质、调控机制与应用等层面的研究。”面向未来，李炳祥期待团队做出具有原创性、独创性和前瞻性的成果，并积极将这些科研成果转化为产品，使南京成为世界液晶研究领域的中心之一。

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