白洋相信，“陶瓷可以做任何事情”。
喝水的杯子、吃飯的碗，在日常生活中，我們對這個家族的成員并不陌生。而手機(jī)的線路板上、電腦的機(jī)身中，在更多看不見的地方，形態(tài)各異的陶瓷也無處不在。材料學(xué)專業(yè)出身的白洋，在十幾年的時間里，從未停止和這個家族打交道。
不過，這位畢業(yè)于清華大學(xué)的年輕科研人員記得，當(dāng)他剛開始接觸陶瓷時，這個材料體系里的貴族，正在遭遇一場危機(jī)。
大概從2000年開始，手機(jī)、電腦等電子設(shè)備經(jīng)歷了迅速的發(fā)展。設(shè)備的頻率越來越高，但是線路板上主要由陶瓷構(gòu)成的片式電容，卻沒有辦法提高到相應(yīng)的頻率，成了電子設(shè)備發(fā)展的瓶頸。
“磁性材料如果不能做到高頻的話，就必須用非磁性材料�！卑籽笳f，“但這會造成元件的體積很大，沒有辦法讓電子設(shè)備更輕薄�！�
在大學(xué)的最后一年，白洋的指導(dǎo)老師清華大學(xué)材料工程學(xué)院教授周濟(jì)把研究高頻電感元件的課題交給了他。
“解決這個問題，國外實(shí)際已經(jīng)有了一種新技術(shù)，改變片式電感結(jié)構(gòu)為立體布線結(jié)構(gòu)，來提高工作頻率，但是我們學(xué)材料的，還是想從材料本身出發(fā)，看能不能解決這個問題�！卑籽笳f。
如果用國外改變布線結(jié)構(gòu)的方法提高元件頻率，國內(nèi)的生產(chǎn)廠商必須購置新的生產(chǎn)線，而且還將在技術(shù)、工藝上受到國外知識產(chǎn)權(quán)的巨大限制，“各項(xiàng)成本都比較高”。
當(dāng)白洋開始實(shí)驗(yàn)時，高頻電感元件的研究工作已經(jīng)在進(jìn)行中。但是，實(shí)驗(yàn)中的幾種材料都不能完全滿足要求。于是，在周濟(jì)教授和中國工程院院士李龍土教授的指導(dǎo)下，白洋決定另辟蹊徑，采用一種叫做平面六角軟磁鐵氧體的材料做電感元件。
“雖然大家都說陶瓷可以做任何事情，但實(shí)現(xiàn)起來非常困難，從大的角度來說，所有的無機(jī)非金屬材料都可以算成陶瓷，要在這么大的范圍內(nèi)找出合適的材料，就必須首先對所有材料的性質(zhì)有非常熟悉的了解�！卑籽笳f。
如今已經(jīng)是北京科技大學(xué)副教授的白洋說，自己當(dāng)時在讀大學(xué)時之所以選擇材料專業(yè)，是因?yàn)橄嘈拧安牧鲜?1世紀(jì)的三大支柱產(chǎn)業(yè)之一”，但走進(jìn)清華大學(xué)的校門之后，是這個學(xué)科的綜合性吸引他繼續(xù)走下去。
“當(dāng)時在學(xué)校里，材料系的人上課門類是最全的�！卑籽蠡貞�，“物理、化學(xué)、電子電工所有課都上，本身就是一種多學(xué)科的交叉”。
而到了研究生階段，需要確定研究方向時，白洋又一頭扎進(jìn)了陶瓷這類繁紛復(fù)雜的材料中去。
當(dāng)平面六角軟磁鐵氧體在實(shí)驗(yàn)室被證明可以提高電感的頻率之后，這一成果迅速得到承認(rèn)，在教育部當(dāng)年組織的科技成果鑒定會上受到專家的好評，并因此獲得2005年電子學(xué)會信息科技二等獎。隨后，廣東深圳的一家專門生產(chǎn)片式元器件的企業(yè)采用了這一實(shí)驗(yàn)室的成果，成為國際上僅有的兩家可生產(chǎn)高頻寬帶抗電磁干擾片式磁珠的生產(chǎn)商。
這時，白洋剛開始讀研究生。
完成了超高頻電感元件的課題以后，白洋在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，又瞄準(zhǔn)一個新的目標(biāo)—左手材料。
與普通材料不同，左手材料是一種介電常數(shù)和磁導(dǎo)率同時為負(fù)值的材料。電磁波在其中傳播時，波矢、電場和磁場都符合左手特性，違反了物理學(xué)中經(jīng)常被用來描述電場與磁場關(guān)系的右手特性。
由于電磁波的這種特殊傳播特性，左手材料可以實(shí)現(xiàn)許多傳統(tǒng)材料無法實(shí)現(xiàn)的功能，因而成為近年來的研究熱點(diǎn)。白洋告訴記者，左手材料甚至可以用來實(shí)現(xiàn)隱身。
“左手材料的隱身功能和傳統(tǒng)材料的隱身功能都不太一樣，以前的隱身技術(shù)都是以吸收為主，超材料的隱身通過調(diào)整折射率，就是電磁波或光波照射到物體時繞過物體，從而實(shí)現(xiàn)隱身。”白洋說。
和它古怪的名字一樣，左手材料的外形同樣古怪。由于傳統(tǒng)的材料無法同時實(shí)現(xiàn)介電常數(shù)和磁導(dǎo)率同時為負(fù)的條件，因此上世紀(jì)60年代蘇聯(lián)科學(xué)家提出左手材料的設(shè)想以后，一直沒有被真正實(shí)現(xiàn)。后來，人們雖然成功調(diào)試出左手材料，用的卻是一個個金屬線圈組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
“這種由復(fù)雜結(jié)構(gòu)組成的左手材料，電磁特性依賴于結(jié)構(gòu)而不是材料本身，我們就想能不能利用真正的材料去實(shí)現(xiàn)左手特性。”白洋說，當(dāng)這一想法在實(shí)驗(yàn)室提出時，國際上都還沒有開展過類似的工作。
但是，創(chuàng)新工作背后的艱辛，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一句話的描述。當(dāng)實(shí)驗(yàn)室工作開始時，白洋和他的同事們，面臨的是十幾種各式各樣需要反復(fù)試驗(yàn)的陶瓷。測量材料的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率也面臨巨大挑戰(zhàn)。由于之前的測量方法大都認(rèn)為兩項(xiàng)參數(shù)為正值，因此必須設(shè)計(jì)出一套新的測量方法，篩選出正負(fù)值。為此，白洋所在的清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)和來自浙江大學(xué)的一個團(tuán)隊(duì)一起進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
當(dāng)材料篩選終于完成時，由于所設(shè)計(jì)的材料頻段比較低，所以他們必須制造出龐大的樣品。
“從想法的提出，到材料的實(shí)現(xiàn)，再到測試都是比較新穎的�！卑籽笳f，符合左手特性的材料終于在實(shí)驗(yàn)室誕生后，他和另一名同事激動得當(dāng)天就抱著試驗(yàn)品，坐火車前往杭州。
很快，這兩塊走出實(shí)驗(yàn)室的樣品，在國際上也引起同行的關(guān)注。國際電磁學(xué)會主席，美國麻省理工大學(xué)教授孔金甌說：“這為左手材料的物理本質(zhì)提供了新的視角。”白洋告訴記者：“不管是有關(guān)陶瓷的評述，還是做左手材料的評述，都是要把我們這個成果單獨(dú)說一說的�！�
