始终前行在创新报国的路上——记兰州环优磁机电科技有限责任公司董事长李国坤教授

◎ 文/段雨默

始终前行在创新报国的路上
——记兰州环优磁机电科技有限责任公司董事长李国坤教授

◎ 文/段雨默

在与人交谈或在走路的过程中，他有时会突然停下来，掏出笔，随手在纸条上写下脑海中突然闪现的新想法、新灵感。

这位总是笑容可掬、随时随地沉浸在思考中的老人，就是我国磁路科学拓荒者、发明家李国坤教授。他即将迎来自己的80岁生日，但他至今仍以“只争朝夕”的状态忙碌着，比绝大多数年轻人更努力。

提起李国坤这个名字，恐怕磁路科学领域没有人不知道的。从电磁磁路到永磁磁路再到磁悬浮技术，他在磁路研究领域取得的多项科研成果均达到了世界领先水平。他是我国永磁磁路科学当之无愧的领航人。自1988年开始创业以来，他在科研成果的产业化之路上同样走得很远，与丹东克隆、杭州大路、中科恒源等一些企业合作得很好。

到祖国最需要的地方去

作为一位即将步入耄耋之年、在科研战线上走过50多年风风雨雨的老科技工作者，李国坤身上有着一种老一辈科学家所共有的把自身命运与祖国命运紧紧联系在一起的内在自觉。

二十世纪五六十年代，“到边疆去，到艰苦的地方去，到祖国最需要的地方去”的号召让一批批热血青年奔赴祖国大江南北，谱写了无数感人至深的爱国篇章，李国坤当时正是这些热血青年中的一员。

1935年2月，李国坤出生于四川省西充县的一个贫困乡村。在1949年解放前的岁月，民生凋敝的社会现实，促使他自小便树立了“科技救国”的志向。1958年从天津南开大学物理系毕业后，为了响应国家“开发和建设大西北”的号召，他先后三次坚决要求到当时分配方案中最艰苦的兰州工作，并决心要在大西北工作50年。

经过一番争取，后来他来到兰州，先是在中国科学院兰州近代物理所的质谱组工作，后来调入真空组，并开始筹备510所（兰州）。在1959年至1962年期间，兰州的生活和科研条件都极其艰苦，他曾三度出现浮肿症状，但还是坚持完成了节能型大电磁铁的创新研究。1962年，金建中院士将其调入航天部510所，安排他从事磁路研究。当时所里3个主要学科分别是真空、低温、电子，因此他只能在没有专家指导、缺乏相关设备的极端简陋的条件下开展研究。由其负责的磁路研究组甚至曾因人员缺乏、没有实验室而先后两次被迫解散。

李国坤教授和夫人参观邓小平故居陈列馆

但这一切没有令他气馁，“科研是一项艰苦的工作，科研工作者要能吃得苦，才能有成果。吃小苦，出小成果；吃大苦，出大成果；特别能吃苦，就可能有特别大的成果，做出大的原始创新。”李国坤说。

李氏拉推磁路

了解李国坤教授的人，都知道他的一项重要成果——“李氏拉推磁路”。

1979年，李国坤负责所里的通讯卫星消旋轴承的磁力传动器研发工作时，因为加工出来的容器壁较厚，导致磁力传动器的传动力不够，进而他对书上所说的磁铁之间相距一个磁铁宽的结论是否为最优产生了怀疑。后来，他尝试缩小相距尺寸，结果大出意外——磁铁相距为零时性能最优。

经过进一步研究，李国坤随后提出了“李氏拉推磁路”理论：认为传统永磁在相靠时既侧面漏磁，又产生退磁；而稀土永磁具有特殊优越性，既不退磁，也不漏磁，当紧靠排列时则拉力与推力叠加，有用力增至2倍，而产生的轴向涡流磁场则相消，不利部分大为减小，当单位面积的力增加1倍，作用面积也增加1倍。通过系统研究论证，他认为，拉、推磁路磁传动在同体积时的力矩为英国HMD公司1947年发明的分散型磁路力矩的4倍。

这一理论对磁传动在国内外的普及和应用作出了世界性的贡献，也成就了李国坤一个大创新——李氏周向、轴向拉推磁路，成就了他10多项创新发明，还帮助他成功创建了静磁能论。

据了解，在李国坤提出静磁能论之前，磁传动是N极吸S极的拉力型，学术上认为力的作用是磁系统力图磁力线缩短。他认为这只是其表象，而不是本质。后来，他通过矛盾论的排它性试验，得出了一些新的结论。他认为在机械力学范围内，用“力”来考虑是可以的，但在磁力学领域，应该用能量观点来思考问题。在此基础上，他提出了磁系统力图静磁能最低的静磁能论。静磁能论提出后，除了在零摩擦永磁悬浮领域未获成功外，被用来分析磁力学其他问题时都取得了成功。

除了“李氏拉推磁路”，李国坤的创新成果还有很多。例如，他曾用自然通风的方法实现大型磁铁的自然冷却；曾提出一组方程式，大大简化了永久磁铁的设计过程；还曾研制出斥推磁路及全永磁悬浮轴承等国际领先技术……而在稀土永磁推广受阻时，他花费8个月时间撰写了一份稀土永磁应用评价报告，及时扫除了市场对稀土永磁前景的怀疑，对稀土永磁的应用起到了积极的推动作用。

挺进风力发电产业

能源问题和环境问题是人类21世纪面临的重大挑战。

李国坤教授做科研始终以国家的需要为指向，因此当后来朋友建议他把全永磁悬浮技术引入风力发电机时，他立即认识到这可能是个很好的方向，而当他了解到摩擦对风力发电机的影响之后，更是坚定了自己的这一选择，并以前所未有的热情投入到全永磁悬浮的研制和推广当中。

李国坤教授和中科恒源科研团队成员

据悉，全世界约有1/3-1/2的能源以各种形式消耗在摩擦上，而摩擦导致的机械磨损所损耗的材料同样惊人，润滑油的使用虽减摩效果明显，但同时也会产生大量的有害气体。因此，清洁的减摩耐磨技术的开发和技术普及具有重要的经济和社会效益。

李国坤教授在中科恒源北京总部

磁悬浮技术无摩擦、无磨损显然是更理想的选择。

在仔细比较电磁悬浮、超导悬浮、电磁加永磁和超导加永磁等技术的优缺点后，李国坤决定发展恩肖定理认为不可能的永磁悬浮。随后，他采用减少传统永磁轴承在径向或轴向悬浮则在轴向或径向产生的不稳定力的方法，他与课题组一起仅用3个多月的时间（即于2005年8月）便研制出一台永磁样机，并受到路甬祥等领导的高度评价。在这项研究中，李国坤教授将传统的有支点的全永磁悬浮的不稳定力降至15%，即轴向悬浮，径向悬浮85%的比例。随后，他用静磁能指导的方法，将对比机型的磁阻力矩降低1倍，在半个月时间里解决了一个世界性难题。之后不久，他又与人合作，用5个月时间研究成功世界第一台全永磁悬浮风力发电机。

将全永磁悬浮技术用在风力发电机上，当时在国内外均属于首创。应用这一技术后，风力发电机上起动阻力矩是国家标准的1/12，启动风速从3.5米/秒降至1.5米/秒，发电功率提高20%。也就是说，李国坤教授用磁悬浮最大限度地减小了摩擦，使得风力发电机组在微风的情况下也能启动、运转，从而大大拓展了它的应用地域。

目前，该项成果的应用产品已经处于国际领先水平，并受到市场欢迎。

从科研到产业的华丽转身

在半个多世纪的创新征程中，李国坤教授取得了大量科研成果，为国家和人民作出了许多贡献，同时也赢得了许多荣誉。

他现拥有7项理论及技术创新，获得包括美国发明专利在内的54项专利，近一年来新报国外发明专利8项；曾获国家发明奖，荣立航天部一等功，获得国家经委新产品“金龙奖”，最近还荣获了中国产学研合作创新（个人）奖；曾在国际会议文集上发表过五篇重要论文，并转让专利技术促进27家企业成功实现产业化。其业绩被收人《中国当代发明家大辞典》等几十部辞典中。

“人的价值就在于对社会的责任和贡献”，李国坤教授常这样说。为此，他总是按照国家和社会的需要选择、调整自己的研究方向，从科研走向创业，也是为了更好地实现成果的产业化，真正实现科技惠民。

李国坤教授曾说过，自己爱国爱民的具体体现是贡献创新：“要勇于创新，有55%的可能性就要勇往直前，失败苦我们夫妻两个，成功则有利于人类。”就这样，他把辛苦得来的几千万元转让费不断投入到了一个跨越三个世纪的世界难题的研究，夫人闻淑英更是借款帮其做研究。

他不仅以高度的使命感、责任感去推进科技成果的转化，还多次提醒发明家们一定要真心实意为企业着想，真正做到转让给企业的是好技术、好产品，只有爱企业，才能扶持好企业。

工作、学习上，李国坤教授一向高标准要求自己，生活上却甘当贫民，做人则一贯坚持与人为善，待人以诚，因此深受同事、朋友敬重。而他曾一度全年只休息两天，50多年来每周工作时间相当于正常工作时间的两倍半，这种对工作的执着与热情，令人感佩。