小眾學(xué)科大眾科學(xué)
——記中科院蘭州化物所固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

潤(rùn)滑，是個(gè)小眾學(xué)科，但它就像空氣和水一樣，是人類(lèi)生存的必需品。

在我國(guó)大西北，有一支強(qiáng)大的潤(rùn)滑團(tuán)隊(duì)——中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)蘭州化物所）固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，扎根蘭州數(shù)十載，在固體潤(rùn)滑學(xué)科奠基人陳紹澧、中國(guó)科學(xué)院院士黨鴻辛、中國(guó)工程院院士薛群基、中國(guó)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(guó)潤(rùn)滑領(lǐng)域提供科技支撐。

在蘭州，創(chuàng)建固體潤(rùn)滑學(xué)科

1957年，蘇聯(lián)發(fā)射了人類(lèi)第一顆人造衛(wèi)星，太空時(shí)代到來(lái)。在太空中，真空蒸發(fā)會(huì)使流體和半流體的油脂瞬間失效。而當(dāng)時(shí)的中國(guó)還沒(méi)有固體潤(rùn)滑這一學(xué)科。

在“支援大西北”的號(hào)召下，1958年，中國(guó)科學(xué)院石油研究所潤(rùn)滑等3個(gè)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(lái)到蘭州的黨鴻辛等人一起，創(chuàng)建了中國(guó)的固體潤(rùn)滑學(xué)科，開(kāi)始了固體潤(rùn)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(lái)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(shū)館搶椅子，那里是最好的學(xué)習(xí)地點(diǎn)。

1967年，中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”進(jìn)入研發(fā)關(guān)鍵階段。然而，衛(wèi)星天線的導(dǎo)電潤(rùn)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(rùn)滑問(wèn)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(rùn)滑膜，解決了衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)傳遞的關(guān)鍵問(wèn)題。

1970年4月24日，“東方紅一號(hào)”成功發(fā)射，《東方紅》的旋律響徹宇宙。這是該團(tuán)隊(duì)聽(tīng)從祖國(guó)召喚、科技報(bào)國(guó)的一個(gè)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(lái)到黃河之畔，實(shí)驗(yàn)室面向國(guó)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(rùn)滑材料、潤(rùn)滑脂、潤(rùn)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(guó)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(lái)，實(shí)驗(yàn)室一直重視人才隊(duì)伍建設(shè)，在時(shí)代發(fā)展的每個(gè)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。

在國(guó)內(nèi)，收獲多項(xiàng)科技成果

1987年，經(jīng)中科院批準(zhǔn)，蘭州化物所“固體潤(rùn)滑開(kāi)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(shí)，實(shí)驗(yàn)室只有12人、7間房、50臺(tái)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(rùn)滑國(guó)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(rùn)滑材料、超低溫齒輪潤(rùn)滑材料、海洋環(huán)境用特種潤(rùn)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(guó)家重點(diǎn)工程提供了數(shù)十種關(guān)鍵潤(rùn)滑材料或潤(rùn)滑技術(shù)，受到了黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的表?yè)P(yáng)。

2000年，實(shí)驗(yàn)室接到了研制航空型號(hào)工程滑動(dòng)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(guò)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(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，也是潤(rùn)滑學(xué)科當(dāng)時(shí)獲得的國(guó)家最高等級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)。

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(rùn)滑研究?！傲⒆阌跐M(mǎn)足國(guó)家戰(zhàn)略需求，國(guó)家需要什么，我們就做什么?！边@是劉維民常對(duì)身邊的科研人員說(shuō)的一句話(huà)。

2003年的一件“大事”改變了時(shí)任固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任劉維民的科研生涯。當(dāng)時(shí)，我國(guó)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(wèn)題就出在空間潤(rùn)滑油上。此時(shí)的蘭州化物所已經(jīng)有十年不生產(chǎn)航天潤(rùn)滑油，大部分科研精力都投入在固體潤(rùn)滑中。劉維民立刻組織力量開(kāi)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(rùn)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(lái)很大觸動(dòng)：“我們的研究應(yīng)以滿(mǎn)足國(guó)家需求為出發(fā)點(diǎn)，以我們掌握的知識(shí)技能為基礎(chǔ)解決問(wèn)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?、聚烯烴取代環(huán)戊烷等國(guó)際上種類(lèi)最為齊全的空間液體潤(rùn)滑油脂，建立了較為完整的潤(rùn)滑材料體系，支撐我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展。

在世界，為創(chuàng)新貼上中國(guó)標(biāo)簽

在建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家這一新的歷史時(shí)期，青年科學(xué)家加入了服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略需求的科研主戰(zhàn)場(chǎng)。

如今，劉維民的學(xué)生周峰接棒固體潤(rùn)滑國(guó)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(kāi)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(rùn)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(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

“用創(chuàng)新方向，帶動(dòng)年輕人成長(zhǎng)?！爆F(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(rùn)滑劑顛覆了幾千年來(lái)的潤(rùn)滑使用形式，在國(guó)際上開(kāi)創(chuàng)了新的研究領(lǐng)域。

2013年，王鵬從德國(guó)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(shí)，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(rùn)滑。

“接觸之后我發(fā)現(xiàn)，核泄漏事件70%是由微動(dòng)磨損造成的，潤(rùn)滑材料至關(guān)重要，而我國(guó)在這方面研究實(shí)力薄弱，產(chǎn)品依賴(lài)進(jìn)口。我們實(shí)驗(yàn)室要有歷史擔(dān)當(dāng)，發(fā)揮國(guó)家戰(zhàn)略科技力量的作用?！蓖貔i說(shuō)。

如今，王鵬和團(tuán)隊(duì)研發(fā)的固體潤(rùn)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(rùn)滑的難題。

未來(lái)，他們還將為中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆提供整體潤(rùn)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(chéng)、什么是使命，我從沒(méi)想過(guò)去別的地方”。

在劉維民看來(lái)，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。”

“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(wú)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?lái)薪火相傳、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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室評(píng)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(guò)十年磨一劍的努力，從配方到工藝全流程攻克潤(rùn)滑材料技術(shù)難題，今年3月獲得國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，可以在國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)上批量應(yīng)用。

“固體潤(rùn)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(zhǎng)王齊華如是說(shuō)。

劉維民則說(shuō)：“我國(guó)高端潤(rùn)滑材料市場(chǎng)目前基本被發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷，我希望在2035年我國(guó)躋身創(chuàng)新型國(guó)家前列之前，能看到中國(guó)在潤(rùn)滑的眾多領(lǐng)域超越西方發(fā)達(dá)國(guó)家，真正走到世界的前列?！?/p>