羅二倉：為中國低溫制冷技術(shù)上下求索

本刊記者 李 靜

羅二倉：為中國低溫制冷技術(shù)上下求索

本刊記者 李 靜

羅二倉

從“學著做”到獨立“制造”，從“跟著走”到“自主化”再到“走出去”，中國科學院理化技術(shù)研究所向世界頻頻展現(xiàn)自己不斷壯大的“熱聲制冷”實力、“熱聲制冷”貢獻與“熱聲制冷”人才隊伍。在這里面，作為中國科學院理化技術(shù)研究所副所長、中國科學院低溫工程學重點實驗室主任的羅二倉，寫下了屬于自己的輝煌。

熱聲制冷，源于一份樸素的愛國情懷

熱聲現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)至今已有200多年的歷史，但熱聲學研究的繁榮卻只是最近30多年的事。N.Rott從20世紀60年代開始建立定量的熱聲理論，首次對熱聲現(xiàn)象進行了分析，由此，大大激發(fā)了人們的研究興趣。最近10多年中，熱聲現(xiàn)象在制冷領(lǐng)域的研究開發(fā)成了一大研究熱點。

與美國歐洲等國家相比，在上世紀90年代以前，我們國家在制冷與低溫技術(shù)上顯然差距很大。所謂“落后就要挨打”這句于1931年2月4日，斯大林在全蘇社會主義工業(yè)工作人員第一次代表會議上發(fā)表《論經(jīng)濟工作人員的任務(wù)》的演說中提出至理名言，放在任何時候都不會過時。上世紀90年代的中國在低溫技術(shù)上也經(jīng)歷技不如人，被人瞧不起的歷史境遇。這種境況，對一直投身新型制冷技術(shù)研究上的羅二倉來說，是看在眼里，急在心里。

他說，制冷與低溫技術(shù)在國民經(jīng)濟建設(shè)以及高科技發(fā)展中起著十分重要的作用。并且，制冷與低溫技術(shù)在高技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，比如航空航天、液氫發(fā)動機，包括空氣分離等都需要通過低溫將空氣中的氫氣和氮氣分離出來。

帶著對國家制冷與低溫技術(shù)發(fā)展的熱切期盼，在多次出外訪學、學成歸來之后，羅二倉便開啟了中國自己的制冷技術(shù)的研發(fā)。熱聲制冷技術(shù)就是羅二倉為國家制冷技術(shù)發(fā)展交上的一份令人鼓舞的答卷。

傳統(tǒng)的制冷技術(shù)是通過機械壓縮機的運動往復來達到制冷的目的，其中有一個問題就是機械運動需要潤滑，而潤滑油在低溫條件下，比如零下40～50度時容易凝結(jié)固化，阻塞換熱器通道，輕者影響制冷效果，重者導致制冷機不能工作。

存在問題，就得解決問題，社會就是在不斷解決問題中得到進步。對傳統(tǒng)制冷技術(shù)存在的這些問題，各國學者尋找、研發(fā)可替代傳統(tǒng)制冷技術(shù)的更具優(yōu)越性的新技術(shù)。經(jīng)過多年的探索，一項以熱產(chǎn)生聲波，并由聲波產(chǎn)生制冷效應(yīng)的完全物運動部件的“熱聲制冷技術(shù)”，出現(xiàn)在了人們面前。

熱聲制冷技術(shù)是全新的制冷技術(shù)。世界上許多的物理學家和機械工程師們都致力于研究這種基于熱聲理論的新型熱機和制冷機。現(xiàn)在，熱聲制冷技術(shù)無論在理論方面還是在工程方面都取得突破性進展。

“熱聲技術(shù)是一種利用熱聲效應(yīng)的新型能源轉(zhuǎn)換和利用技術(shù)，它具有環(huán)保、高可靠和高效率等潛在優(yōu)點，是目前國際上能源領(lǐng)域和制冷領(lǐng)域里十分活躍的研究前沿和熱點之一?！绷_二倉如是說。

自上個世紀90年代以來，羅二倉就帶領(lǐng)課題組對熱聲制冷技術(shù)埋頭苦研。20多年過去了，羅二倉，在熱聲技術(shù)研究方面取得了重大進展和突破，使我國熱聲研究水平處于國際前列，并受到了國內(nèi)外同行專家的矚目。

在熱聲技術(shù)研發(fā)中，羅二倉實現(xiàn)了壓比可達到1.3以上的高壓比“聚能型熱聲發(fā)動機”，使得我國在熱聲發(fā)動機技術(shù)方面取得巨大的突破。羅二倉說，過去國際上采用的大多是駐波發(fā)動機，到了1999年才開始用行波發(fā)動機，他所在的研究團隊是國際上這一領(lǐng)域的先驅(qū)者之一，突破了長期以來國際上一直滯留于熱聲發(fā)動機低壓比而不能有效開拓熱聲技術(shù)利用的困境。并且，這項技術(shù)還可使熱聲發(fā)動機的效率提高20%～50%。同時，羅二倉提出了熱聲發(fā)動機驅(qū)動熱聲制冷機的高效耦合機構(gòu)——“聲學壓力波放大器”，這可使熱聲制冷整機效率可提高2～3倍。

在以上研究成果的基礎(chǔ)上，2004年～2006年期間，羅二倉團隊研發(fā)的完全無運動部件熱聲驅(qū)動單級、雙級脈沖管制冷機分別在國際上首次突破液氮和液氫溫度。此外，羅二倉在國際上率先開展了于普冷溫區(qū)的雙行波熱聲制冷機的研究工作，所取得的實驗成果突破了以往駐波熱聲制冷系統(tǒng)效率低、制冷量小的瓶頸。這項研究工作為取代以氟氯烴為工質(zhì)的傳統(tǒng)制冷機帶來了希望。

近年，羅二倉團隊又結(jié)合國家”煤改電煤改氣”的大氣污染清潔治理行動，提出了全新的燃氣空氣源熱聲熱泵供熱采暖新技術(shù)。這項技術(shù)一次能源效率可望達到煤氣燃燒供熱技術(shù)的近2倍。這有望為我國京津冀等北方大部地區(qū)提供一種清潔高效的供熱采暖技術(shù)，具有巨大市場應(yīng)用前景。

一項項突破性的科研成果接踵而至，羅二倉未曾忘懷的是為國家熱聲制冷技術(shù)獻智獻策這一最初目標。在攻下一道又一道科研難關(guān)，拿下眾多科研成果后，羅二倉把目光又投向了如何讓科研成果實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。技術(shù)轉(zhuǎn)移，產(chǎn)學研用相結(jié)合，便是這位學者為推進中國熱生制冷技術(shù)發(fā)展又一深深的思考與行動。

技術(shù)轉(zhuǎn)移，源于科研工作者承擔的使命

把自己的研究成果應(yīng)用到實際生活中，提高人們的生活水平，促進社會向前發(fā)展，羅二倉說，這既是每一位科研者的追求與使命，也是他科研工作的動力所在。

從羅二倉帶領(lǐng)課題組對熱聲制冷這一前沿技術(shù)進行攻關(guān)開始到現(xiàn)在，他取得了驕人的成績，然而，他并沒有止步于實驗室，而是積極尋求將技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化?！澳脟业腻X做科學技術(shù)研究，總要做出點實實在在、造福于國民經(jīng)濟建設(shè)，造福社會的事情?！绷_二倉說，這是他一直深深信奉的信念。

2003年至2005年期間，羅二倉作為中國科學院二期知識創(chuàng)新工程項目“新型深冷混合工質(zhì)超低溫冰箱產(chǎn)業(yè)化前期研究”的負責人之一，他與合作者共同解決了把該技術(shù)應(yīng)用在超低溫冰箱中的若干關(guān)鍵技術(shù)和工藝難題，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。這使我國的超低溫冰箱技術(shù)實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。“超低溫冰箱技術(shù)的研發(fā)在國際上處于前列。原來美國、日本等國產(chǎn)品占有我國絕大部分市場，現(xiàn)在我國自己的產(chǎn)品占了主導地位。而且該產(chǎn)品還遠銷國外，產(chǎn)生了良好的社會效益和經(jīng)濟效益?！?/p>

2007年，羅二倉又開始了熱聲技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實施工作。

這一年，羅二倉帶領(lǐng)團隊與深圳力函科技在深圳成立了注冊資本2000多萬元的深圳中科力函熱聲技術(shù)有限責任公司。這是國際上第一個致力于將前沿熱聲技術(shù)進行產(chǎn)業(yè)化的公司。經(jīng)過近10年艱苦卓絕的努力，羅二倉團隊克服大量實驗室研究工作的科技難題，解決了實用化中的關(guān)鍵技術(shù)。目前，熱聲技術(shù)在低溫制冷領(lǐng)域和太陽能領(lǐng)域的應(yīng)用研究取得突破進展，已成功研制出國際效率最高的低溫熱聲制冷機產(chǎn)品樣機和世界上首臺太陽能熱聲發(fā)電系統(tǒng)，并開始獲得應(yīng)用或示范。

目前，中科力函熱聲技術(shù)公司生產(chǎn)的小型低溫熱聲制冷機在多種高端儀器（高溫超導濾波器、核輻射探測器和氣體分析儀器等）中應(yīng)用，并已成為國際上核輻射探測器冷卻的最大供應(yīng)商，產(chǎn)生了顯著的社會影響和效益。

熱聲技術(shù)非常新，難度也相當大。作為熱聲技術(shù)行業(yè)的開拓者，羅二倉面臨的困難更是多之又多。如何把一個個困難解決掉？他只說道，攻堅克難是每一位科研工作者必備的素質(zhì)，你只要舍得花時間，困難就不是事兒。這么多年來，羅二倉加班加點，把所有的時間都撲在了科研上，才有了中國熱聲制冷技術(shù)的發(fā)展。

服務(wù)群眾，源于一名共產(chǎn)黨員的榮光

如果說，羅二倉在科研工作方面成績突出，是業(yè)界學習的榜樣的話，那以身作則的工作態(tài)度，服務(wù)群眾，為社會公益事業(yè)奔走、出力，則使他贏得了更多人的尊重與敬佩。

羅二倉作為支部書記和紀委委員，以為黨做事、為黨員群眾服務(wù)感到光榮。在四川汶川大地震等抗震救災(zāi)中，羅二倉帶頭踐行黨的先鋒模范作用，號召支部黨員積極捐款捐物，并帶頭交納特殊黨費。多年來，羅二倉積極支持理化技術(shù)研究所內(nèi)科研工作的全面發(fā)展，不計個人得失，任勞任怨。在2009年爭取中國科學院低溫工程學重點實驗室成立的申請中，他放下自己課題組的科研工作，為準備申請重點實驗室的各種材料，每天工作到深夜，投入了1個多月時間。羅二倉的勞苦工作為重點實驗室的成功申請做出了重大貢獻。

在青年職工和研究生教育方面，羅二倉積極探索培養(yǎng)模式，切實為青年人的長遠發(fā)展考慮，鼓勵他們勇于創(chuàng)新，承擔科學重擔。

今年，羅二倉邁入知天命的門檻。但是，現(xiàn)在，他依然在熱聲制冷技術(shù)領(lǐng)域不斷超越、創(chuàng)新，為突破更多熱生制冷技術(shù)的瓶頸而奮進。在羅二倉看來，選擇科研，就是一條漫漫上下求索的人生之道，而他，已為迎接一輪輪新的挑戰(zhàn)，在時刻準備著。