【科学网】做中国战略润滑力量

——中科院兰州化学物理研究所新材料面向世界科技前沿及国家重大需求实践录

  北京地铁10号线以每小时100公里的速度飞驰在地下,乘客们也许不知道,列车轴承使用的润滑脂是中科院兰州化学物理研究所(以下简称兰州化物所)润滑团队的研究成果。

  风云系列卫星、遥感系列卫星、神舟系列飞船、天宫系列飞行器、长征系列火箭,每一项航天工程的重大进展都吸引着亿万国人的目光。电视机前,观众们也许不知道,每一项航天工程背后都有兰州化物所润滑团队的付出。

  60年,从无到有,从中国到世界,兰州化物所润滑团队始终秉承做中国战略润滑力量的宗旨,基础研究瞄准国际前沿,应用研究满足国家需求。

  开拓固体润滑领域 

  1957年,前苏联发射了第一颗人造卫星,太空时代到来。当时,中国的润滑脂还如自行车用的黄油一样,品种少且性能简单。在空间中,真空蒸发会使流体和半流体的油脂瞬间失效。

  上世纪50年代末,留美归国学者陈绍澧先生科学地预见了我国空间技术发展对润滑材料的新要求,率先在兰州化物所组织并领导了固体润滑材料研究。1962年,润滑剂研究分建为“固体润滑与固体润滑作用研究室”(主任陈绍澧)和“合成润滑剂研究室”(主任金道森),陈绍澧先生开拓了固体润滑材料的应用基础研究和应用研究。1965年,22岁的薛群基(1997年当选中国工程院院士)以研究生的身份,考入兰州化物所,师从陈绍澧先生。

  1962年,中国科学院下达了“齿轮润滑油研究”重点项目。1963年,兰州化物所发展方向中提出了“润滑方面着重固体表面的反应和固体表面结构与其润滑作用的研究”。当年,兰州化物所开始接受固体润滑材料研究的国防高技术任务。这一时期,兰州化物所固体润滑材料研究进展迅速,解决了一批厂矿企业的关键润滑技术问题,获得了20多项成果,在国内率先为航天和航空工业提供了多种润滑材料技术。

  确定学科方向以高技术应用为出口 

  “有紧急任务,速回,速回。”1982年,作为我国第一批在美国学习的访问学者,现为中国工程院院士的薛群基连续收到时任兰州化物所所长申松昌先生的3封电报。没有多想,没有犹豫,甚至没有惋惜几个月后就要拿到的博士学位,薛群基回到兰州。

  1982年6月20日,早上6点。刚进自己家门,薛群基和时任研究室主任的党鸿辛先生便被申松昌所长叫到家中。“兰州化物所润滑研究室的主任仍是党鸿辛,但学科的担子就交给你了。”申松昌所长说。而当时,薛群基只是一名助理研究员。

  回国后,薛群基接受的第一个重要任务是中国科学院重点项目石墨润滑油添加剂,项目经费50万元。“当时我国正处于部署制造业大国阶段,要解决重载汽车等装备在高温高负荷下的润滑难题。”薛群基说。

  也就是这一年,在党鸿辛先生(1997年当选中国科学院院士)的支持下,薛群基和欧阳锦林、徐锦芬、张绪寿等专家一起,确立了润滑学科以材料表面摩擦化学为基础、以高技术应用为出口的学科定位。

  1985年,薛群基手写关于建立中国科学院固体润滑开放研究实验室的申请书,并亲自送到北京。1987年,经中科院批准,兰州化物所“固体润滑开放研究实验室”成立,薛群基任实验室主任,党鸿辛任实验室学术委员会主任,主要致力于研究和解决我国航天、航空等国家高技术领域的关键润滑材料与技术问题。

  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19~20平方米。加上小型显微镜,一共有50台设备。那时候很多实验都是“纯手工”操作。如今,实验室科研用房面积超过9000平方米,拥有各类仪器设备总价值3亿元。在中科院、科技部的支持下,这个实验室经过10多年的建设发展,现已成为国际上在摩擦学和润滑领域具有领先地位的研究中心。

  “顶天立地”做科研 

  在兰州化物所,润滑学科有一项老规矩——“顶天立地”做科研。顶天,指作基础研究时,要处在国际最前沿。立地,指研究成果要满足国家的需求,为国家高技术工业及区域经济社会发展做出实实在在的成果。

  1998和2001年,实验室和研究所进入知识创新工程,进一步提升了学科发展水平。刘维民院士回忆,1989年,实验室组织第一次国际会议——润滑材料与摩擦化学国际研讨会。“薛群基老师要求我们用英文讲自己的学术观点,我想,老师当时的想法是润滑学科要走向世界。”刘维民的报告内容是含硼化合物润滑添加剂,他足足准备了两个月。对外开放是润滑学科很好的传统。

  1999年,科技部批准实验室建立“固体润滑国家重点实验室”。自成立固体润滑开放研究实验室以来,该实验室先后在1992年、1997年、2003年、2008年和2018年的5次国家重点实验室评估中获得“优秀”的好成绩。

  1997年11月,固体润滑材料研究的两位学术带头人党鸿辛、薛群基分别当选为中国科学院院士和中国工程院院士。2012年,薛群基院士获得国际摩擦学领域最高奖“摩擦学金奖”。他也是中国科学家在这一领域的第一位获奖人,国际学界高度评价了他和团队在摩擦表面化学和空间高技术应用方面取得的成就。实验室主任刘维民因传承和发展这一学科于2013年当选中国科学院院士,2016年入选发展中国家科学院院士。

  自主创新面向2020 

  党的十八大、十九大以来,以习近平总书记为核心的党中央特别重视科技创新,创新驱动上升为国家战略。在落实总书记号召中,作为国家级平台的重点实验室该怎么做?“我常思考,一个国家重点实验室,靠什么立足?”刘维民说,基础研究应该瞄准国际前沿,应用研究能够满足国家需求。

  2016年,刘维民提出,实验室应该成为国家的战略润滑力量。“到2035年,我国要步入创新型国家前列,关键的核心技术要掌握在我们自己手中。在润滑领域,中国人应该具备研究生产质量稳定的高端润滑油和润滑脂的能力。”刘维民说。

  “面向2020,我们将以服务航天航空、装备制造、交通运输、清洁能源等高技术工业发展及国防建设为目标。”刘维民介绍说,实验室将围绕高性能润滑材料、摩擦化学与物理、苛刻环境条件下的摩擦磨损、摩擦表/界面科学等部署科研工作,致力于解决上述领域的基础性和前瞻性的重大科学问题,致力于培养和凝聚高水平科技创新与创业人才,致力于促进润滑抗磨材料及表面工程技术领域科技成果的转移转化与产业化,着力构建实验室面向2020的科技创新体系。

(原载于《中国科学报》 2018-11-01 第4版 综合)
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