照例先来个段子。小明放学回家和爸爸说：今天物理老师讲了一个公式， D S = V 0 D t +0.5 a D t 2 ，有一头牛按照这样的公式走呀走，若 V 0 =1m/s 和 a= 1m/s 2 ，问当 D t =10s 时，牛走了多远？结果同学们都答对了。老师又问当 D t ® 0 和 D t =0 时，牛走了多远，好多同学回答“没走”，这对不对呀？爸爸答曰：若 D t =0 ，说没走是对的；若 D t ® 0 ，是走了很短很短的路。这两件事儿的涵义不同，若 D t =0 ，是说某件事儿未发生；若 D t ® 0 ，尽管可能动了一点点，但这件事儿发生了。听有位奶奶【 1 】说“ 宇宙在极早期，大约大爆炸之后 10 −36 秒到 10 −32 秒 之间一段极短时间内， 宇宙的半径增大了至少 10 26 倍 ，这数值仅是线性尺度的增长，如果谈到体积增长就得再来个立方。 ”知道了吧，对某件事儿，即使 D t 很小，也不得了。你以后慢慢就知道了，对很多数学和力学问题，当 D t =0 时往往存在奇异性，无解；当 D t ® 0 时，可以有解且奇妙无穷。小明说：谢谢爸爸，我以后要多多思考，好好学习天天向上。 言归正传。阿拉伯数字由 0 ， 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 5 ， 6 ， 7 ， 8 ， 9 共 10 个计数符号组成，好多人喜欢 “ 6 ” 和“ 8 ”，但俺偏偏喜欢“ 3 ” 。至今对以“三”开头的成语能脱口而出，如三顾茅庐，三足鼎立，三过家门而不入，三言两语，三思而后行等。估计喜欢“二”的人较少，不要问俺为什么？ 在近七年的科研中，冥冥之中和“三”多次牵手，莫不是命中注定？ 一、 三个力学特征点的力学联系 对岩石等非均匀介质，在压缩下其变形破坏过程一般须经历裂纹闭合、弹性变形、稳定破裂、非稳定破裂与峰后破坏这 5 个阶段（图 1 ）。其中，稳定破裂与非稳定破裂的分界点为体积膨胀点，非稳定破裂和峰后破坏的分界点为峰值强度点，峰后曲线拐点为残余强度点。这三个特征点对研究岩石破裂失稳行为至关重要。 图 1 岩石（锁固段）在三轴压缩下的变形破坏过程 在 2010 年，我们建立了这三个特征点的应变联系，亮出了莫邪第一剑，即 e f =1.48 e c e t =2.59 e c 式中， e c , e f 和 e t 分别为上述三个特征点对应的应变值。嗯，注意是常数关系，这就避免了测定深部岩石力学参数的困难，使得对崩滑和大地震的预测成为可能。 依此为基础，构建了多锁固段脆性破裂理论，实例分析表明，用该理论预测不同尺度岩石失稳（图 2-4 ）运转良好。对大地震以及锁固型崩塌和滑坡这三种地质灾害，预测理论与方法的大厦基础已出了“正负零”。 图 2 砂岩在 阶梯荷载下的蠕变曲线 （据 Tan and Kang （ 1980 ） 修改） 图 3 盐池河山崩 4 号裂缝 1980 年水平位移观测记录（据孙玉科和姚宝魁（ 1983 ） 修改 ） 图 4 唐山地震区公元前 1767-2015.11.21 之间 CBS 值与时间关系 （数据分析时选取 M S ≥5.0 级地震事件；误差修正已被考虑） 二、 地震事件量级匹配关系 2016 年初，我们找到了 Preshock 事件震级（ M P ）与膨胀点事件震级（ M C ）、峰值强度点事件震级（ M F ）的匹配关系， 亮出了胜邪第二剑 ， 即 | M F - M C | 0.5 M P min ( M F ， M C ) - 0.2 这是地球村地震们遵循的游戏规则。 三、三个重要岩石力学参数的力学联系 在长期思考下， 2016 年末时，亮出了 湛泸 第三剑，即 b =0.5 D f =0.25 m 式中， b 为 G-R 关系中的参数， m 为 Weibull 形状参数， D f 为断裂尺度分布分维。这三个参数在岩石力学和地震预测科学研究中处于龙头老大的地位。上式亦说明，“ 1.48 ”是一个物理自相似常数，因此基于此常数构建的多锁固段脆性破裂理论，在地质灾害预测中具有普适性。 四、 浅源、中源与深源地震机制 铸就了这三把剑，可三剑下天山一统江湖，弄清了这三种构造地震机制均为锁固段脆性破裂。 展望未来，我们将不断铸剑，持续亮剑，以“宜将剩勇追穷寇”之势，深入揭示地震们的“密码”，誓将各地震区的标志性地震事件斩于马下。 预祝各位朋友“双蛋”快乐！祝愿俺们学科组在 2017 年取得更多的创新成果！ 【图片来自网络，无商业目的，在此致谢！】 参考 【 1 】 张天蓉，暴胀的宇宙 ， http://blog.sciencenet.cn/blog-677221-974429.html
写这篇文章总得来讲是为了消除个人科学网微博零博文的现象。 这个实验想法源自一个很偶然的场合。2014年10月份我在山西太原参加了第十二届传感器会议STC2014。由于气敏传感器不是研究热点，该方向的报告在会上是非常小的一个环节，并且不受人关注。记得当时我的一个同僚说道：“咱们这个研究方向是产业化不能产业化高精尖不算高精尖。”这句话对我的触动颇大。当前气敏传感器的研究并未很好的结合热点（军事和医疗），同时自身存在研究创新点不够(现在大家的工作主要是优化材料配方与材料形貌)的问题。经过几十年的研究，这个领域已经逐渐开始停滞不前。目前相关领域缺乏新分析技术的提出以及理论方面的完善与革新。我国目前专门研究气敏的人初略估计不到100人（从前后三年参加会议的人数与相关文章发表的篇数得出该统计结果），并且大部分人员都是集中在新材料的寻找亦或者材料形貌的优化上，相关文章的档次（与能源生物医疗领域的文章相比)也一直不是太高。于是我当时心想，我得提出一个新的技术，至少是在我这个领域没做过的新技术。这个想法让我在开会的过程中偶然性的提出了一个新方案。 回到学校后，我开始了常识性的实验论证。令我非常的惊讶的是，第一次尝试就成功了。而且效果非常明显，同种电极材料使用新技术后传感器对同种气体的信号提高了20%。但是由于当时这个技术是初次尝试，信号的噪音非常大，以至于我在汇报工作的时候遭到了组内成员的质疑。此外后期因为一个参数设置错误， 有 将近三个月的时间未能重复出。一直到我回家前一周才算是做完了第一阶段的结果。今年3月我将这个技术带到国外经行了了更为深入的研究，经过为期6个月的实验后，前期工作进入尾声。 有人问我，这个技术到底有啥优势。我想了想总结了如下这么几条： 1.氧还原反应（oxygen reduction reaction,ORR）的催化活性得到了可控调节； ORR反应在混合电位（mixed-potential，non-Nerstern）传感器（sensor）与燃料电池（SOFCs）中非常重要，电极材料对该反应的催化性能将直接影响传感器的性能和SOFCs的发电效率。为了提高电极材料对ORR反应的催化活性，通常需要开发新的材料体系或者通过提高工作温度来实现。目前相关材料体系的报道非常多。然而该类材料的开发依然是个研究热点。我这份研究的初期结果显示，同一个电极在使用该技术后对ORR反应的催化活性有了显著的提高。这个实验结果表明今后有望避免繁琐的材料开发工作，可以在结合本项技术的前提下提高现有材料体系对ORR反应的电催化活性。 2.工作温度得到了降低； 结果显示，通过使用这个技术可以在低温下得到高温时电极对气体的电催化活性。例如，现阶段的结果显示可以在降低25度的工作温度下维持先前的电催化活性。虽然目前该温度降低的程度还没有发生质的飞跃，但是相对先前于500度的工作温度而言，这个工作成果依然是有一定意义的。 3.传感器信号的提升； 混合电位型传感器的检测限一般都在几十个ppm左右。为了提高该类型传感器的响应信号，最常用的工作是往电极里面混入其他材料或者优化电极形貌。然而由于混合电位行为的存在，材料掺杂往往会改变传感器的选择性。此外，掺杂体系材料的选择和电极形貌的优化也带有很大的盲目性。目前全球还没有一套成熟的理论去指导材料体系的设计和电极形貌的优化。而这次开发出的技术，可以实现不改变传感器选择性的前提下提高信号响应，此外该技术具有很强的针对性，日后相关的研究方向具备非常明确的目标。 4.交叉领域； 这个技术涉及到了三个交叉领域，而这三个交叉领域分别在各自的研究方向上都有了较为成熟的理论依据和实验积淀。该技术的提出将为这三个领域的研究人员提供新的研究热点。同时在我们这个研究领域这事一个全新的技术，从某种意义上讲算是推动了该领域停滞近十年的发展。 仅管该技术优势不少，但是也存在一定的问题。当前最大的问题是我无法用传统的电化学理论去解释传感器的行为，尤其是经典的混合电位理论无法解释传感器信号的增加。这个是困扰我完结这个研究的最后障碍。此外，该研究还存在很多的未知点，虽然我在这个研究点已做了将近半年的研究，但是依然只是在最初期的阶段徘徊。未来的研究点，有些我已经预见了并且可以推测出最终结果，但是还有很多地方我无法预见。该研究具有很大的研究盲点。 写到这里，我打算最后说说这半年的感受。这半年来平心而论，过的很不舒坦。创新研究，尤其是在一个研究得相对成熟的领域提出创新，真心来说不是一件容易的事情。也正是因为这点，所以我这个领域的研究者大部分就是在换材料，并且大家还乐此不疲地干这种极端无聊的事情。在这半年的研究过程中，我有将近连续3个月的时间没有睡好觉并且每天都是面对失败，那段时间我常扪心自问——我是否真的需要坚持下去。我也记得每天将近凌晨1点从实验室走出的时候，我面对异国的月亮说道：“I tired my best for my research while God still not trust me。我依然还记得自己曾对这边实验室的吴博士说：“为这个实验我已经尽了全力，并且我也做了所有我能做的。为何还是没有结果。难道这是命吗？”半年的辛酸苦楚，恐怕只有那些有过类似经历的人才会感受到。幸运的是终于否极则泰来了，我终于把这个新技术做出来了，虽然前面的路还很漫长，但是我至少在这个领域终于做出了属于我自己的独特研究成果。我与那些整天换材料的同行相比，我有了自己的研究特色，并且我在Norio Miura之后提出了他没有提出的研究技术，作为Miura唯一的嫡传中国学生我希望这份研究成果能够让他老人家在退休时感到自豪。
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