潤滑,是個小眾學(xué)科,但它就像空氣和水一樣,是人類生存的必需品。
在我國大西北,有一支強(qiáng)大的潤滑團(tuán)隊(duì)——中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所(以下簡稱蘭州化物所)固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,扎根蘭州數(shù)十載,在固體潤滑學(xué)科奠基人陳紹澧、中國科學(xué)院院士黨鴻辛、中國工程院院士薛群基、中國科學(xué)院院士劉維民及一批青年科學(xué)家等幾代人的薪火相傳之下,持續(xù)為我國潤滑領(lǐng)域提供科技支撐。
1957年,蘇聯(lián)發(fā)射了人類第一顆人造衛(wèi)星,太空時代到來。在太空中,真空蒸發(fā)會使流體和半流體的油脂瞬間失效。而當(dāng)時的中國還沒有固體潤滑這一學(xué)科。
在“支援大西北”的號召下,1958年,中國科學(xué)院石油研究所潤滑等3個研究室的“一百單八將”由大連西遷至蘭州。其中,陳紹澧與一同來到蘭州的黨鴻辛等人一起,創(chuàng)建了中國的固體潤滑學(xué)科,開始了固體潤滑材料的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。
1965年,從山東大學(xué)畢業(yè)的薛群基來到蘭州化物所攻讀研究生,師從陳紹澧?!半m然條件不好,但大家的學(xué)習(xí)和工作熱情很高。”薛群基回憶,每天晚飯后都要到圖書館搶椅子,那里是最好的學(xué)習(xí)地點(diǎn)。
1967年,中國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”進(jìn)入研發(fā)關(guān)鍵階段。然而,衛(wèi)星天線的導(dǎo)電潤滑材料技術(shù)成為難題。為了解決100℃至-100℃條件下短波天線的導(dǎo)電潤滑問題,黨鴻辛帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員到北京科學(xué)儀器廠邊研究邊改進(jìn)。歷經(jīng)艱辛,團(tuán)隊(duì)成功研制出一種新型固體潤滑膜,解決了衛(wèi)星發(fā)射信號傳遞的關(guān)鍵問題。
1970年4月24日,“東方紅一號”成功發(fā)射,《東方紅》的旋律響徹宇宙。這是該團(tuán)隊(duì)聽從祖國召喚、科技報國的一個歷史性標(biāo)志事件,迄今仍位列實(shí)驗(yàn)室“光榮榜”的最前端。
從黃海之濱來到黃河之畔,實(shí)驗(yàn)室面向國家“上天入海”的科研需求,成功研制了數(shù)十種性能各異的特種復(fù)合潤滑材料、潤滑脂、潤滑涂層等,參與了包括“兩彈一星”在內(nèi)的一系列項(xiàng)目,為祖國多項(xiàng)重大工程的實(shí)施作出了重要貢獻(xiàn)。
這只是起點(diǎn)。幾十年來,實(shí)驗(yàn)室一直重視人才隊(duì)伍建設(shè),在時代發(fā)展的每個階段都有旗幟式的科學(xué)家,帶領(lǐng)這支隊(duì)伍不斷攻堅(jiān)克難、再攀高峰。
1987年,經(jīng)中科院批準(zhǔn),蘭州化物所“固體潤滑開放研究實(shí)驗(yàn)室”成立,薛群基任實(shí)驗(yàn)室主任。剛籌建時,實(shí)驗(yàn)室只有12人、7間房、50臺設(shè)備。發(fā)展到1999年,這支隊(duì)伍被科技部批準(zhǔn)建立“固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”。
盡管條件艱苦,實(shí)驗(yàn)室在促進(jìn)空間潤滑材料、超低溫齒輪潤滑材料、海洋環(huán)境用特種潤滑與防污降噪涂層等方面做出了大量成果,為航天航空等領(lǐng)域的國家重點(diǎn)工程提供了數(shù)十種關(guān)鍵潤滑材料或潤滑技術(shù),受到了黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人的表揚(yáng)。
2000年,實(shí)驗(yàn)室接到了研制航空型號工程滑動軸承的任務(wù),根據(jù)要求,軸承要能承受每平方厘米一噸以上的壓力。難度之高、壓力之大,讓薛群基等人恨不得住在實(shí)驗(yàn)室。最后,經(jīng)過團(tuán)隊(duì)的晝夜攻關(guān),終于研發(fā)成功。2004年,這一成果獲得了國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎,也是潤滑學(xué)科當(dāng)時獲得的國家最高等級科技獎勵。
1990年博士畢業(yè)后,劉維民像老師薛群基一樣留所工作,繼續(xù)從事潤滑研究?!傲⒆阌跐M足國家戰(zhàn)略需求,國家需要什么,我們就做什么?!边@是劉維民常對身邊的科研人員說的一句話。
2003年的一件“大事”改變了時任固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任劉維民的科研生涯。當(dāng)時,我國唯一在役的風(fēng)云氣象衛(wèi)星在超期服役狀態(tài)下發(fā)生了機(jī)械故障,問題就出在空間潤滑油上。此時的蘭州化物所已經(jīng)有十年不生產(chǎn)航天潤滑油,大部分科研精力都投入在固體潤滑中。劉維民立刻組織力量開展相關(guān)研究,團(tuán)隊(duì)成員經(jīng)常通宵達(dá)旦奮戰(zhàn)。需要5年才能完成的研發(fā)任務(wù),他們僅僅用了不到兩年就研發(fā)出了新型潤滑劑,并使其抗磨損性能提高了至少5倍。
這次臨危受命給劉維民帶來很大觸動:“我們的研究應(yīng)以滿足國家需求為出發(fā)點(diǎn),以我們掌握的知識技能為基礎(chǔ)解決問題?!苯刂?018年,團(tuán)隊(duì)陸續(xù)設(shè)計(jì)制備了氟氯硅油、氟硅碳?xì)溆汀⒕巯N取代環(huán)戊烷等國際上種類最為齊全的空間液體潤滑油脂,建立了較為完整的潤滑材料體系,支撐我國航天事業(yè)發(fā)展。
在建設(shè)創(chuàng)新型國家這一新的歷史時期,青年科學(xué)家加入了服務(wù)國家戰(zhàn)略需求的科研主戰(zhàn)場。
如今,劉維民的學(xué)生周峰接棒固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。
2008年,周峰回到實(shí)驗(yàn)室,組建自己的團(tuán)隊(duì)并開辟新的研究方向——以仿生為基本理念,發(fā)現(xiàn)并人工模擬自然界中的潤滑組分結(jié)構(gòu),發(fā)明減阻材料。2015年,其主持完成的該方面成果獲得國家自然科學(xué)獎二等獎。
“用創(chuàng)新方向,帶動年輕人成長。”現(xiàn)在,周峰常幫助實(shí)驗(yàn)室的年輕人梳理研究方向。比如,副研究員蔡美榮設(shè)計(jì)的自約束凝膠潤滑劑顛覆了幾千年來的潤滑使用形式,在國際上開創(chuàng)了新的研究領(lǐng)域。
2013年,王鵬從德國馬普等離子體物理研究所博士后出站回到實(shí)驗(yàn)室。王鵬一度很迷茫,此時,導(dǎo)師劉維民提醒他關(guān)注極端環(huán)境如核環(huán)境下的潤滑。
“接觸之后我發(fā)現(xiàn),核泄漏事件70%是由微動磨損造成的,潤滑材料至關(guān)重要,而我國在這方面研究實(shí)力薄弱,產(chǎn)品依賴進(jìn)口。我們實(shí)驗(yàn)室要有歷史擔(dān)當(dāng),發(fā)揮國家戰(zhàn)略科技力量的作用?!蓖貔i說。
如今,王鵬和團(tuán)隊(duì)研發(fā)的固體潤滑薄膜材料首次在托卡馬克核聚變裝置上成功應(yīng)用,解決了遠(yuǎn)程遙操作機(jī)械臂關(guān)節(jié)軸承潤滑的難題。
未來,他們還將為中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆提供整體潤滑保障。
王鵬坦言,自己受老師影響很大,“老師在這里默默奉獻(xiàn)了35年,言傳身教地告訴我們什么是忠誠、什么是使命,我從沒想過去別的地方”。
在劉維民看來,人才要放手去用?!?992年我還不到30歲,老師薛群基先生就敢讓我做實(shí)驗(yàn)室副主任。我們實(shí)驗(yàn)室的傳統(tǒng)是敢于用人,在實(shí)際工作中鍛煉和培養(yǎng)人才?!?/p>
“這里像科研的世外桃源,包容、寬松、信任、支持,大家可以踏踏實(shí)實(shí)、心無旁騖地做自己喜歡的事情?!敝芊逭J(rèn)為,打造和諧奮進(jìn)的科研文化是實(shí)驗(yàn)室?guī)资陙硇交鹣鄠?、不斷發(fā)展壯大的重要因素。
這樣一支能打敢拼的隊(duì)伍,先后5次在科技部組織的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室評估中獲得“優(yōu)秀”。
從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用研究,除了高技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)品,亦有很多成果進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用。例如,實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過十年磨一劍的努力,從配方到工藝全流程攻克潤滑材料技術(shù)難題,今年3月獲得國際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,可以在國產(chǎn)大飛機(jī)上批量應(yīng)用。
“固體潤滑是多學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科,從事它的科技工作者內(nèi)心要足夠強(qiáng)大,有甘為人梯、默默奉獻(xiàn)的精神,有堅(jiān)守心中理想不放棄的恒心。”蘭州化物所所長王齊華如是說。
劉維民則說:“我國高端潤滑材料市場目前基本被發(fā)達(dá)國家壟斷,我希望在2035年我國躋身創(chuàng)新型國家前列之前,能看到中國在潤滑的眾多領(lǐng)域超越西方發(fā)達(dá)國家,真正走到世界的前列。”