薛群基的特种润滑人生

2013-08-21 08:53高妍张彦玲
科技创新与品牌 2013年1期
关键词:摩擦学摩擦实验室

文/高妍 张彦玲

“薛群基院士是40年来世界上最杰出和有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。”

2012年2月,英国机械工程协会将“2011年度国际摩擦学金奖”授予中国工程院院士、中科院兰州化学物理研究所学术委员会主任薛群基,并给出了以上评价。

该奖项是国际摩擦学领域的最高奖,这是其自1972年设立以来第一次授予中国科学家。“这个奖是我国摩擦学研究得到世界认可的客观表现。能够获奖是大家共同努力的结果,凝结了几代专家的智慧和力量,我只是有幸作为代表接受了这个肯定。”薛群基院士在接受本刊电话采访时表示。

薛群基是我国材料化学和摩擦化学领域的主要学术带头人之一,长期从事特种润滑材料和摩擦化学的研究工作,带领团队以多项具有国际领先或先进水平的成果为解决国家重点应用领域关键润滑技术打下了坚实基础,甚至引领了世界摩擦化学的研究。

从0到1的跨越

人类对摩擦现象早有认识,比如钻木取火便是将摩擦为我所用的典型案例。但摩擦真正发展为学科则是在上世纪60年代,从一开始,它的发展就与工业的每一次进步、产业的每一次升级密切相关。

作为一门应用性很强的交叉学科,摩擦学覆盖了人类生产生活的每个角落。中国工程院2006年至2007年开展的“摩擦学科学及工程应用现状与发展战略研究”显示,摩擦消耗掉全世界1/3的一次性能源。我国摩擦磨损造成的损失约占GDP的3%,而在美、英、德等工业国家,每年因摩擦、磨损造成的损失约占其国民生产总值的2%~7%。

薛群基指出,“通过摩擦学相关新技术的使用,这个损失的比例可以大幅度下降。”这个古老而又现代的新兴学科,在节约能源资源、改善生态环境、消除安全隐患、提高生命质量等过程中,发挥着不可小觑的力量。

薛群基1965年从山东大学化学系毕业,考入中科院兰州化学物理研究所攻读研究生,师从我国著名润滑材料专家陈绍灃先生。上世纪80年代初,他曾作为访问学者赴美国密执安大学进修。经过两年半的学习和历练后回国,挑起了兰州化物所特种润滑材料和材料化学学术带头人的担子,和同事们一起开始了新时期的研究和攻关工作。

1987年,经申报批准,中科院固体润滑开放研究实验室在兰州化物所摩擦、磨损与润滑实验室的基础上成立,薛群基任主任。1999年10月,经科技部批准建设固体润滑国家重点实验室,2001年4月实验室建成并通过验收。

实验室初建时期,是真正的从零开始,白手起家。十来个人,30万经费,没设备没资源,有的只有一颗颗发奋图强的心。

但今天,在几代人的共同努力下,实验室已经实现了从0到1的完美跨越。固定工作人员达70人,研究生上百,每年的研究经费达几千万。而这一切的获得都来自于不懈的坚持和拼搏。

多年来,在薛群基的领导下,实验室开辟了聚合物摩擦学、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的研究工作,并达到了较高的水平。同时,紧紧围绕国家需求,他们在空间润滑材料、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,以及节能型润滑添加剂和含稀土润滑材料等方面刻苦攻关,为航天、航空等高技术国家重点工程领域研制、提供了20余种关键的润滑材料及润滑技术,在我国摩擦学领域发挥了骨干和引领作用,更使我国在该领域的研究和应用跻身国际先进行列。

薛群基院士(中)与年轻人探讨科研工作

紧贴国家需求,联动产业发展

2008年9月27日,神七航天员翟志刚成功实现了我国首次空间舱外活动,使我国成为继美苏外第三个实现太空漫步的国家。

相信不少人仍对那激动人心的一刻记忆犹新:翟志刚高举五星红旗向世界人民致以问候,然后在轨道舱外壁取下了一件实验装置,返回舱内。

翟志刚取回的物品就是固体润滑材料外太空暴露实验装置,里面装的是由兰州化物所固体润滑国家重点实验室研制的高可靠性、长寿命的“固体润滑材料样品”。

薛群基介绍,这是我国第一次开展的真实太空环境下的润滑材料暴露试验,装置里是四大类11个品种的80多个材料样品,目的就是为了检验在太空轨道上原子氧对材料的侵蚀作用。“我们要获得低地球轨道环境对固体润滑与防护材料性能、结构、失效破坏机制的影响规律,进而开展高可靠、抗侵蚀、长寿命固体润滑与防护材料及其相关技术的研究,最终为发展具有良好耐空间环境特性的新型润滑防护材料技术,满足中国航天发展对先进润滑材料的需求以及为飞行器长期稳定运行提供技术支撑。”

这次实验最终获得了成功,成为了中国空间材料研究,特别是润滑材料研究领域一个新的里程碑。

值得一提的是,2011年神八和天宫一号两次成功对接过程中所采用的对接挂钩的润滑,也是由兰州化物所固体润滑国家重点实验室完成的。

固体润滑材料的主要作用是节约材料、节约能源,提高设备的可靠性和延长寿命,除了在航天航空等国家高技术领域应用外,在汽车、机械制造、海洋等领域也有广泛应用。

随着国民经济的发展和产业的转型,科学技术的研究也在紧密结合国家需求转变方向。除继续紧抓航天航空所需特种润滑材料外,薛群基还带领团队在十几年研究积累部署的基础上,逐步开展了不少军民结合的项目,将研究触角延伸到了先进制造、海洋等领域。“先进薄膜和涂层材料”和“海洋材料与防护技术”研究,就是他们正在重点攻关的项目。

现在相关项目已经取得了显著进展,不管是基础还是应用方面。薛群基介绍:“我们和汽车制造厂合作,在重型柴油机车发动机上采用了新研制的材料和工艺,台架实验已经达到或超过了国外汽车某些关键部件的水平。另外,在汽车的汽缸活塞环表面加了一层特种材料,现在相关技术已经成熟,试验效果也很好,不仅能够节约燃油,更可以减少排放。”

无论是已进行多年的航空航天领域,还是新开展的汽车、海洋领域,紧密结合国家需求,始终是薛群基和实验室开展研究工作的最高原则。尤其在国家产业升级,对技术力量需求更加迫切的今天,紧密结合国家需求,应该是所有应用型学科必须努力和坚守的方向。

面对整个摩擦学科的今后发展,薛群基认为应该更加紧密结合产业发展的需求,紧盯国际前沿发展方向,加大研究力度,重点攻关重要领域,比如需要更为先进的材料和技术来满足长距离深太空环境的深空探索领域,急需以摩擦学的进步带动每一个环节进步的先进制造领域,以及能够大大提升人类健康的生物摩擦学等等,尽快取得成果,推动其产业化。此外,应该非常注重摩擦学在节能环保方面的巨大的潜力和优势。

多年来,薛群基主持完成了多项国家重大科研项目,取得了多项具有国际领先或先进水平的研究成果,获得了多项国内外重要奖励。

1997年,薛群基当选中国工程院院士。

执着半生,白首不移

“从基础上的发现,到技术上的创新,一直到工程化,这是一个整体。缺了哪一块,只能说实现了部分创新,并没有实现真正创新的目标。”薛群基指出,这一过程中最重要、也是最难的,就是科研单位与产业界的密切合作。这方面的欠缺也是我国科研成果产业化水平低的主要原因。

薛群基认为,要做到科研单位与产业界的紧密结合,一方面,科研人员应进一步转变观念,提升基础研究水平,加强应用研究力度,切实满足国家的产业化需求,摒弃片面追求SCI论文等的思想观念;另一方面,随着市场经济的发展和竞争的加剧,企业应该有“人无我有、人有我优”的意识,居安思危,积极开发新技术和新产品,有做大做强的追求。“总体来看,还是需要双方都更加积极。”多年的研究过程中,薛群基和实验室的同仁们一直非常重视与产业界的积极合作,他们的研究不仅为解决国家重点应用领域关键润滑技术打下了基础,其研究成果更是广泛应用于航空航天、先进制造等各个领域。

另一方面,20多年的锤炼和发展中,实验室不仅形成了一支结构合理、学科互补、老中青结合的精干人才队伍,而且自1992年起连续三次在国家组织的实验室评估中被评为优秀实验室。实验室团队也被英国机械工程协会评价为“中国最大和最出色的摩擦学研究团队”。当被问到一个优秀团队是怎样炼成的时,电话那头的薛院士笑笑说:“一是人才的培养和继承,一是学术带头人的敏锐和战略眼光。”

薛群基做人豁达,喜欢热闹,跟同事和学生打成一片,融洽的氛围也带到了工作当中,做到了全员一股劲儿。同时,薛群基非常注重对青年学者在学术上的指导,非常注意引导学生从不同的学科背景出发,以不同于传统学科领域的角度审视所从事的研究工作,进而找到新的切入点。另一方面,作为团队的学术带头人,他非常注重对国际前沿问题的把握,时刻关注国外优秀团队的最新研究进展,既做到既有研究方向的坚持不懈、深挖到底,又能够根据国家需求、科技发展,及时转变思路,做到与时俱进。

多年来,薛群基为我国的特种润滑和摩擦化学领域培养了众多的优秀人才,仅博士就有60多位。他们大多已成为这一领域的中坚力量,指点帮助新一代科研后辈的成长,也将唯真求是的科研态度和百折不回的钻研精神代代传承。

满腔热情成就半世执着,古稀之岁不移求索之心,薛群基仍然时刻关注研究进步和行业发展。“不管是生物摩擦学、空间摩擦学还是先进制造领域应用技术,都还有很多重要的工作等着我们去做,节能环保方面可做的文章也很多,我们需要更加努力!”

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