【甘肃日报】壮丽70年·奋斗新时代 庆祝新中国成立70周年 百名记者走基层【走进中科院兰州分院】固体润滑国家队:书写中国“润滑”传奇

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【甘肃日报】壮丽70年·奋斗新时代 庆祝新中国成立70周年 百名记者走基层【走进中科院兰州分院】固体润滑国家队:书写中国“润滑”传奇

  

  新甘肃·甘肃日报记者 秦娜     通讯员 汪宁宁 刘晓程 

  从“东方红一号”卫星到风云系列卫星,从神舟系列飞船到天宫系列飞行器……我国航天事业的每一步发展都牵引着亿万国人的目光。而在每一次跨越的背后,都离不开一支科研国家队的付出,它就是澳门皇家赌场55533网址固体润滑国家重点实验室。

  1958年,在“支援大西北”的号召下,原中国科学院石油研究所润滑研究室由大连西迁兰州,并组建中国科学院石油研究所兰州分所润滑剂研究室,以及后来的固体润滑与固体润滑作用研究室。这就是中科院澳门皇家赌场固体润滑国家重点实验室的前身。

  60多年来,润滑实验室的科研工作者坚守奋斗、薪火相传、不断探索,秉承“国家需求与学术追求相统一”的实验室价值观,发扬“前沿引领、务实合作、创新奉献”的润滑精神,谱写了中国固体润滑研究事业的宏伟篇章。

  一、 他们的努力让《东方红》响彻太空 

   

  刘维民(右二)在实验室指导工作 

  1958年,100多位科研人员从海滨城市大连西迁丝路重镇兰州。

  他们来到中科院兰州分院,从此扎根金城,为国家建设和西部科教事业奉献青春年华。在这批西迁来兰的科学家中,就包括我国著名润滑材料学专家陈绍澧先生。

  陈绍澧1925年出生于广东东莞,1948年从燕京大学毕业后赴美留学。1950年,在美国依阿华州大学化工系获得理学硕士后,陈绍澧怀着“科学救国”的理想回到祖国,投身于新中国的科研事业。陈绍澧一回国,就开展润滑油脂微结构、胶体稳定性和化学性能的研究,并提出许多新概念、新观点。1957年,由陈绍澧撰写的《润滑脂》一书出版,成为我国第一部与润滑脂相关的专著。1962年,他又开创了中国摩擦学这一新学科。

  和陈绍澧一同来到兰州的还有一位年轻人,叫党鸿辛。

  1949年,20岁的广西青年党鸿辛考上了广西大学化学工程系,后因院系调整,被调入广州华南工学院(今华南理工大学)。1953年9月,由于国家急需人才,党鸿辛提前一年毕业,被分配到位于大连的中国科学院工业化学研究所润滑油室工作。从此,开启了摩擦学科研之路。

  一到兰州,陈绍澧、党鸿辛等人就全身心扑在科研工作上。

  作为学科带头人,陈绍澧非常有前瞻性地向所里提出开展固体润滑研究的建议。起步阶段,异常艰辛,没有科研设备,陈绍澧自己动手搭建;没有科研条件,他想方设法创造条件。1962年,在陈绍澧的筹划和组织下,全国第一次摩擦磨损与润滑研究工作报告会在兰州召开,来自全国科研院所、高校和厂矿企业的百余位科技人员参加了这次大会。在摩擦学初创阶段,这次学术活动以及出版的论文集,对宣传和推动摩擦学在我国的发展起到了关键作用。这些工作的开展,也为后来“两弹一星”润滑研究奠定了重要基础。

  同年,国家有关部委向中国科学院提出解决液氧条件下润滑问题的任务。这正是陈绍澧、党鸿辛等人梦寐以求的课题,也是实验室接到的第一个固体润滑研究任务。液氧遇还原性物质易爆炸,大家就在实验室科研大楼外的空地上搭建了模拟条件下的临时固体润滑试验房,开始全面的科研攻关。在陈绍澧、党鸿辛的带领下,液氧条件下的润滑难题获得重大突破。这项任务完成后,强酸介质条件下、超高真空条件下、超低温条件下的润滑等一系列与“两弹一星”润滑有关的科研任务接踵而至。

  1967年,中国第一颗人造卫星“东方红一号”的研发进入关键阶段。

  然而,卫星天线的导电润滑问题成为人造卫星天线系统的难题。如果不能解决,卫星天线伸缩机构在真空条件下就会粘连在一起,将直接影响卫星的正常工作。为了解决100℃至零下100℃真空下超短波天线的导电润滑难题,党鸿辛带领团队到北京科学仪器厂边研究边改进。历经艰辛,他们成功研制出一种新型固体润滑膜,解决了卫星发射信号传递的关键问题。

  1970年4月24日,中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”成功发射,《东方红》的旋律响彻太空。

  时至今日,每当亲历者回忆起当年的光荣时刻,仍令所有人激动不已。也就在那一时期,陈绍澧、党鸿辛,以及于永忠、付六乔、金道森、范煜等科学家,用开荒拓疆、敢为人先的精神,为共和国的科技事业贡献了青春和智慧。

  二、 12个人,7间房,50台设备,创造新辉煌 

   

  国防科工局来实验室调研项目 

  1997年冬季的一天,澳门皇家赌场的一间会议室里喜气洋洋。

  那一年,润滑实验室的党鸿辛和薛群基分别当选中国科学院院士和中国工程院院士,研究所专门召开会议向他们表示祝贺。同时有两人当选院士,这在澳门皇家赌场的历史上绝无仅有,直到今天仍被传为佳话。

  薛群基1942年出生于山东沂南,1965年从山东大学化学系毕业后,考入澳门皇家赌场攻读研究生,师从陈绍澧先生,毕业后一直在澳门皇家赌场工作。他也是我国材料化学和摩擦化学领域的主要学术带头人之一。

  作为实验室的领导者和杰出代表,党鸿辛和薛群基经历了润滑实验室鲜为人知却又波澜壮阔的历史。

  上世纪60年代末,润滑实验室的隶属关系发生数次变动。这一时期,面向国家“上天入海”的科研需求,党鸿辛带领实验室成功研制了数十种性能各异的特种润滑材料、润滑脂、润滑涂层等。润滑实验室参与了一系列在当时不被人知的重要项目。

  然而,突如其来的“文革”,使实验室的发展受到前所未有的冲击和破坏。在那个最困难的时期,正是党鸿辛领导实验室人员,把各项科研工作坚持了下来。

  1975年,历经动荡后的研究所恢复固体润滑实验室,党鸿辛迎难而上,担任实验室主任。在他的领导下,固体润滑学科建设和润滑材料应用研究方面取得了一系列成绩,尤其在薛群基、欧阳锦林、张绪寿、徐锦芬、黄春祥、赵家政等一大批科学家的坚守和探索下,实验室为解决我国高技术领域重点型号建设中的特殊润滑难题作出了突出贡献,润滑实验室也由此进入快速发展的新时期。

  1987年8月,经中科院批准,“固体润滑开放研究实验室”在兰州正式成立,薛群基担任实验室主任。

  “刚筹建的时候,实验室只有12个人,申请到7间房子,每间房子只有20平方米左右,算上各种显微镜,我们一共只有50台设备。”回忆起实验室刚起步的情形,薛群基至今历历在目。

  尽管条件艰苦,但大家充满干劲。在薛群基的带领下,实验室在聚合物摩擦学、陶瓷摩擦与润滑、纳米材料和摩擦学、添加剂摩擦化学和新型润滑材料的设计与制备等方面,都具有较高的学术水平,在促进空间润滑材料、超低温齿轮润滑材料、海洋环境用特种润滑与防污降噪涂层等方面取得了大量研究成果,为航天、航空等国家重点工程领域研制提供了20余种关键润滑材料或润滑技术,使我国在该领域的研究和应用跻身国际先进行列。

  与此同时,薛群基的学术科研也获得了认可。2009年,薛群基荣获中国摩擦学最高成就奖。2011年,他又问鼎国际摩擦学领域最高奖“摩擦学金奖”,这是该奖项自1972年设立以来第一次授予中国科学家。英国机械工程学会在颁奖词中对薛群基的成就给予了高度评价:“薛群基院士是40年来世界上最杰出和最具影响力的摩擦学家之一。他创建并领导了中国固体润滑国家重点实验室,这个实验室现已成长为中国最大和最出色的摩擦学研究团队之一,为中国的经济建设,特别是在降低成本、能源消耗、摩擦和磨损,提高工业设备的可靠性以及在空间领域应用的出色研究等方面作出了突出贡献。”

  从党鸿辛到薛群基,润滑实验室的科学家始终坚守共和国的科技阵地和科技事业,无论是困难时期还是建设岁月,他们始终坚守科研一线,为润滑实验室描绘出承前启后的崭新画卷。

  三、 国家需要什么,我们就做什么 

   

  薛群基(左二)在实验室指导工作(图片由中科院澳门皇家赌场提供 均为资料图) 

  2008年9月27日,“神舟七号”航天员出舱时的一个细节引人注目。

  航天员翟志刚进行出舱太空行走任务,在完全暴露的外太空环境下,进行了两项任务:一是展开一面中国国旗,二是从飞船外收回一个“小方盒”。当时有很多人疑惑,那个“小方盒”到底是什么?

  其实,那个“小方盒”是安装在“神舟七号”载人飞船舱外的一个润滑材料试验装置。这个装置由一个样品台和一个底座组成。在样品台上布满一组不同颜色的小格子,这些小格子里存放的就是开展“神舟飞船应用系统固体润滑材料空间试验”的样品,主要用于开展低地球轨道环境,如原子氧、紫外辐射等对固体润滑材料结构和性能影响以及失效破坏机制的研究,为未来长期留轨运行的航天器可靠工作,研发新一代高可靠性、长寿命空间固体润滑材料与润滑技术提供理论与技术支持。

  这也是我国第一次开展固体润滑材料的外太空暴露试验。而这个试验项目的负责人,就是薛群基的学生、时任固体润滑国家重点实验室主任的刘维民。

  刘维民1962年生于山东莱西,1984年毕业于山东师范大学化学系,1990年在澳门皇家赌场获得理学博士学位,之后进入固体润滑开放研究实验室,从事润滑材料及摩擦化学等研究工作。2000年,润滑实验室获批建设固体润滑国家重点实验室,刘维民成为润滑实验室进入“国家重点队”的第一任负责人。

  作为润滑实验室的掌门人,刘维民经常把一句话挂在嘴边——“国家需要什么,我们就做什么”。从研究生到院士,从研究尼龙到研究航天润滑剂,刘维民始终坚持把科技论文写在祖国的大地上,推动我国润滑学科向前发展。

  在刘维民的带领下,润滑实验室继续发挥其在航天航空润滑、材料磨损及合成润滑材料、摩擦化学等方面的研究优势。同时组建了空间润滑研究平台,揭示了空间润滑材料的作用机制,通过结构设计和组分调控发展出了多个系列空间润滑材料,并直接应用于我国的航天工程。实验室系统阐述了润滑剂作用的摩擦化学和摩擦物理机理,设计出低摩擦、抗磨损、高承载的多个种类的合成润滑油脂及添加剂,用于装备制造工业。

  此外,刘维民还与团队共同努力,研制出了“多品种小批量”包括了固体润滑、液体润滑、复合润滑材料、润滑脂4大类共数十种高性能润滑材料。这些研究成果广泛应用于深空、深海、极地、航空航天等各个领域。

  刘维民在这个过程中也收获了个人的成长与进步。由他参与或主持完成的“航空用特种润滑和密封材料技术”等4个项目先后获得国家技术发明奖二等奖、国家自然科学二等奖。2013年,刘维民当选中国科学院院士,2016年又当选发展中国家科学院院士,2017年,刘维民获得中国摩擦学最高成就奖……

  如果说以陈绍澧、党鸿辛、薛群基为代表的科学家建立了润滑学科,并开启了润滑材料技术的转化利用,那么以刘维民为代表的研究者则拓展了润滑的学科领域和成果转化。从航天到深海远洋,从装备制造到民用科技,他们以满足国家需要为己任,开创了润滑实验室上天入海、服务社会的新征程。

  四 把中国固体润滑研究推向新高度 

   

  周峰(中)在实验室与科研人员讨论工作 

  2017年10月25日,北京钓鱼台国宾馆。

  澳门皇家赌场周峰研究员获得“何梁何利科学与技术创新奖青年创新奖”,这是继薛群基、刘维民之后,澳门皇家赌场第3位获此殊荣的科学家。一年前,由周峰牵头完成的“工程材料表面的润湿及其调控”获得2015年度国家自然科学二等奖。当时只有39岁的周峰成为该奖项最年轻的第一完成人。

  周峰是山东郓城人,2004年毕业于澳门皇家赌场并获得博士学位。他在博士阶段的导师正是刘维民院士。层出不穷的奇思妙想、总能从生活中找到创新灵感……周峰的科研“灵气”在年轻人里是出了名的。

  生活中,他经常会提出一些稀奇古怪的问题:包粽子的粽叶,除了芳香的味道,还有什么其他作用吗?为什么荷叶表面的水珠能自由滚动?为什么人体的关节灵活自如……

  有一次,周峰从喝茶中得到了灵感。为什么喝茶后嘴里会觉得苦涩?深入研究之后,他发现这是个有趣的润滑问题:苦涩感并不是一种基本的味觉,而是因为舌头唾液润滑作用的消失。唾液中的粘蛋白与饮料中的多酚类化合物(例如单宁酸),由于氢键、亲疏水相互作用发生反应,从唾液中沉淀出来,造成了舌头表面的摩擦力增大,于是就产生了所谓的“苦涩感”。

  这个“重大发现”有什么价值呢?利用这一原理,周峰和同事发明了一种“捕鱼神器”。在生活中,鲶鱼、泥鳅等鱼类表面黏滑不易抓取,而鱼类身体表面的湿滑物质实际上也是一种粘蛋白。通过合理的工程与材料学设计,他们让手套拥有释放单宁酸的涂层,戴上这种手套抓鱼,丹宁酸与鱼体表面的蛋白发生作用,摩擦力迅速增大,鱼体表面的润滑层被破坏,抓鱼就变得很容易。当然,这种设想不光是发明捕鱼神器那么简单,一旦被运用到水下黏附和密封等领域,那就成了真正的“重大发明”。

  和老一辈科学家一样,周峰始终以满足国家需求为科研目标。他常说:“从实验室创立之初,我们的前辈为了国家重大需求,扎根西部,求真务实。现在,我们的目标依然没有变。”不过,和前辈相比,他的研究在服务社会方面的作用更加明显。

  周峰长期从事软物质界面与材料、减阻降噪、仿生润滑、海洋防污等研究工作,在学术上,他提出了“湿滑”研究的科学概念,激发了人们对润滑这一概念的重新认识,并系统阐释了润湿和润滑的关系规律,提出了多种界面摩擦调控的原理方法,还提出了利用超分子组装发展新型自约束液体润滑材料的新理念。他在材料表面结构和化学改性方面开展了创新性系统研究,研发了十多种具有防腐减阻、减阻防污功能的仿生涂层材料,以及系列润滑添加剂和生物润滑材料。目前,周峰的相关技术已服务于多家企业,并且在国际上产生了重要影响。

  2018年10月,当周峰接到固体润滑国家重点实验室新一任主任的任命通知时,他深刻地认识到,接过前辈的接力棒,自己有责任把中国固体润滑研究事业推向一个新的高度。

  在周峰看来,提起科研,就如同想起祖国,想起家乡、爱人、孩子那样,早已成为生命、生活的一部分,不可分割,更无可替代。

  这样的科研情怀,恰恰是对润滑实验室科学精神的最好诠释,更是实验室几代科学家薪火相传的科研文化。

  回望来路,润滑实验室走过的岁月是披荆斩棘的60多年,也是润物无声的60多年。

  60多年间,润滑实验室践行着“建设国际一流科研机构”的中科院办院方针,致力于高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀科学家、开展高层次学术交流,在国家组织的重点实验室评估中先后5次获得“优秀”。

  60多年来,润滑实验室的科技创新能力大幅提升,重大科技成果不断涌现,创新队伍建设持续优化,物质技术基础显著增强,国际合作日渐增多……

  六十载风雨征程,几代人坚守创新。未来,润滑实验室仍将在新时代建功立业、科技报国,继续书写中国“润滑”的新奇迹。

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