【科學大院】“國家需要什么我們就做什么”丨科學人

  他帶領團隊完成的空間潤滑油脂及固體潤滑薄膜和涂層材料成功地應用于“風云”“天宮”“長征”等航天工程項目,他帶領團隊研制的我國首臺空間摩擦學原位分析系統為準確獲取模擬空間環境下潤滑材料的物理化學信息提供了一種新穎可靠的分析測試手段,他帶領團隊設計的固體潤滑材料隨“神舟七號”載人飛船進入太空進行空間環境實驗并成功回收……

  他始終不忘初心,盡心做好兩件事:為國家做科研,為社會育人才。

  他說:“作為科研人員,一定要立足本職,腳踏實地,求真務實,勇于創新,為地方經濟建設、國家戰略需求提供科技支撐,解決實際問題,不忘科技報國初心,為加快建設創新型國家和世界科技強國作出貢獻?!?/p>

  他就是中國科學院院士、發展中國家科學院院士,固體潤滑國家重點實驗室學術委員會主任劉維民。

  “志不強者智不達,言不信者行不果”。他是這么說的,也是這么做的。

  以青春之我獻身科研 

  1962年,劉維民出生于山東省萊西縣(現為萊西市)一農民家庭。他敏而好學,勤于思考,給同學和師長留下了很好的印象。

  1984年,劉維民畢業于山東師范大學化學系,當時他本可以留在生活條件較好的山東,但因為十分著迷于科學研究,他選擇了科研氛圍濃厚的中國科學院蘭州化學物理研究所(以下簡稱蘭州化物所)就讀研究生。獨自一人跨越漫長的鐵路線,坐著綠皮火車從山東來到甘肅,拜師于黨鴻辛、汪漢卿和薛群基研究員,攻讀碩士、博士學位。求學的六年,從最初在蘭州化物所化工樓做電爐子、做插線板、研究尼龍材料的摩擦潤滑性能,到后來發現摩擦與潤滑這對矛盾體的兩面具有如此豐富多彩的研究天地,劉維民與潤滑學科結下了不解之緣。

  涉深水者得蛟龍,涉淺水者得魚蝦。進入蘭州化物所后,劉維民就表現出了不同于常人的科研敏銳性,在潤滑摩擦研究領域開拓創新。在導師汪漢卿、薛群基的指導下,劉維民撰寫的博士學位論文在國際上率先將硫原子引入硼酸酯潤滑油添加劑分子中,以提高其抗磨和承載能力,研究提出了添加劑減摩抗磨的科學本質。

  1990年,劉維民以優異的成績獲得了物理化學專業博士學位,這在當時無疑是一張暢通全國的通行證,很多畢業生都選擇到經濟更發達、條件更優越的北京、上?;驏|南沿海城市工作。劉維民卻說:“在西北欠發達地區搞科研,條件雖然相對艱苦,但我從來沒有想過離開這里。因為這塊土地更需要耕耘者,潤滑學科的發展離不開大家的共同努力?!蓖甑?,他成為了蘭州化物所固體潤滑開放研究實驗室(1999年經科技部批準成為國家重點實驗室)的一名科技工作者。廣闊天地,大有作為,劉維民在這里開啟了航空航天潤滑研究的壯闊篇章。

  1993年,劉維民作為公派高級訪問學者赴美國賓夕法尼亞州立大學進行陶瓷高溫潤滑及其摩擦化學研究,在國際上首次采用多注射多組分氣相潤滑的方法,大大提高了陶瓷在高溫下的減摩抗磨性能,為解決當時該學科國際前沿課題——陶瓷的高溫潤滑開辟了新途徑,得到了國際著名摩擦學家克勞斯教授的良好評價。1994年6月,劉維民按期回到了蘭州化物所,開始獨立開展高性能潤滑添加劑及摩擦化學研究。1998年獲得國家杰出青年基金資助,開展空間領域的摩擦磨損與潤滑研究工作。期間自主設計建立了多臺套可模擬空間超高真空、高低溫、原子氧等苛刻環境條件下的空間摩擦學實驗裝置,并獲得了多件國家發明專利。

  “青年時代,選擇吃苦也就選擇了收獲,選擇奉獻也就選擇了高尚?!眲⒕S民無疑是這句話的忠實踐行者,以青春之我獻身科研。不為外憾,不以物移,而后可以任天下之大事。正是這種精神,使得劉維民所帶領的團隊一次次向學術高峰發起沖擊,將中國的固體潤滑事業帶到國際一流的位置。

  讓核心技術掌握在中國人自己的手里 

  “做科學研究要頂天立地。頂天就是要做國際前沿的科學研究,在某一領域擁有國際話語權;立地就是要解決國家的技術需求,為國家和人民作出實實在在的貢獻?!泵鎸Σ稍L,劉維民不止一次地說道。立足于國家需要,服務于社會發展,劉維民的戰場選在了“降低摩擦磨損”之潤滑材料技術上。

  摩擦磨損是普遍存在的自然現象,其所造成的損失達到GDP的2%上下,實現對摩擦的調控及可靠的潤滑對節約能源資源十分關鍵。這其中固體潤滑材料尤其重要,它在性能上極大突破了傳統液體潤滑材料的使用極限,它的使用直接關系到航天、航空等重大工程的成敗,是發達國家十分重視并投入大量資金進行研究的關鍵材料技術。劉維民的“戰場”就選在了這里。從初識固體潤滑,到成為固體潤滑領域的“執牛耳者”,劉維民經歷了常人難以想象的艱辛。他與團隊成員合作,先后設計制備了滑動軸承用固體潤滑薄膜和涂層、纖維織物潤滑材料,在多個航空、航天型號工程中獲得了成功應用。

  2003年6月的一天,中科院上海技術物理研究所陳桂林院士的一個求助電話打給了時任蘭州化物所副所長的劉維民,原來當時我國的風云氣象衛星在超期服役狀態下發生了機械故障,問題就出在空間潤滑油上。這次求助給了劉維民很大觸動,“航天中不僅需要固體潤滑,液體潤滑油脂同樣重要,而這正是我們忽視的短板”??墒钱敃r蘭州化物所已經有10年不生產航天潤滑油了,大部分科研精力都投入到了固體潤滑中。要完成這項任務,難度巨大。情況緊急,任務艱巨,但劉維民絲毫沒有退縮,他只說了一句話:“我們潤滑科技的發展,始終立足于滿足國家戰略需求,國家需要什么,我們就做什么?!?/p>

  路雖遠,行則將至;事雖難,做則必成。劉維民四處尋訪,把已經退休的老先生們請回來,還原此前的合成技術并傳授給年輕人。他將全部精力投入到空間潤滑,重新論證、設計、做試驗,一次次的失敗,一次次的探索,就是為了能夠讓核心技術掌握在中國人自己的手里,讓我們的衛星飛得起、行得穩、待得久。

  劉維民與團隊成員討論設計思路,研究潤滑劑分子結構并將其改良,提高性能,使抗磨損性能提高了至少5倍。研究期間,劉維民與團隊成員經常通宵達旦奮戰,一起討論設計思路、研究潤滑劑分子結構并將其改良等。上下齊心,其利斷金,不到兩年的時間,他就帶領團隊成功研發出新的潤滑劑,使抗磨損性能提高了至少5倍,讓國內外潤滑界重新認識了中國速度!劉維民團隊的研究重點也由此調整為空間液體潤滑,此后團隊陸續設計制備了氟氯硅油、氟硅碳氫油、聚烯烴取代環戊烷、直鏈全氟聚醚、離子液體等國際上最為齊全的空間液體潤滑油脂,為我國航天事業建立了比較完整的潤滑材料體系。

  國家需要什么我們就做什么 

  2008年,10多種固體潤滑材料試驗樣品在太空條件下歷經40多小時的真實暴露試驗后,隨著“神舟七號”飛船順利返回地面。這是我國第一次開展固體潤滑材料的外太空暴露試驗,試驗團隊總負責人正是劉維民。為了讓樣品可靠地固定在艙外,并且使航天員能夠便利地解鎖回收,劉維民與團隊成員一起前后設計了7套裝置,在地面進行了2000多次的解鎖試驗。該項目的成功實施為確保未來長期留軌運行的航天器可靠工作,為研發新一代空間固體潤滑材料技術奠定了基礎,成為我國空間材料研究的一個新的里程碑,標志著我國空間潤滑材料研究跨上了新的臺階。由于在“神七”項目中的突出貢獻,劉維民作為科技人員代表受到了黨和國家領導人的親切接見,也因此榮獲“全國五一勞動獎章”。

  

  2017年,劉維民當選為黨的十九大代表。在人民大會堂,當他在習近平總書記的報告中聽到天宮、蛟龍、大飛機等重大科技成果時,不禁心潮澎湃。在這些重大成果中,不少都有劉維民團隊的貢獻,團隊研發的具有特殊功能的潤滑油、潤滑脂和固體潤滑材料,先后應用于上述重大工程項目,為祖國科技事業的發展作出了貢獻。在面向國家重大需求的同時,劉維民及其所帶領的團隊還始終堅持面向國民經濟主戰場,研制發展了系列化的高性能潤滑油脂,應用于船舶、冶金、電力、汽車、軌道交通等行業,為國民經濟發展作出了重要貢獻。

  懷著極大的科研熱情,劉維民團隊面向潤滑摩擦領域的世界科技前沿開展基礎和應用基礎研究工作,在很多方面都達到了世界一流水平。這些成績的取得離不開劉維民和他的同事們夜以繼日的研究和扎實的實驗基礎,為了取得理想結果,1次試驗不行就10次,10次不行就100次,節假日在實驗室做課題研究也成了家常便飯?!皣倚枰裁次覀兙妥鍪裁础薄獎⒕S民的研究始終和國家需求、社會需求結合在一起。從研究生到院士,從研究尼龍到研究航天潤滑劑,劉維民始終踐行著學術信仰與追求,為我國潤滑學科的發展作出杰出貢獻,把論文寫在了祖國的大地上。

  把發現和培養人才, 看作是自己科研生涯中的最大成就 

  在做好科研工作的同時,劉維民始終不忘作為一名黨員科研人員的社會責任。他熱心于教育事業,盡心培養研究生。他的一位學生說:“他總是像家人一樣耐心細致地指導著我們的學習和科研工作?!彼茉谂囵B學生上下真功夫,重視提攜和幫助優秀青年人才,積極為他們提供充分施展才華的廣闊舞臺和發展空間。

  由于措施得力,使得一批青年學術帶頭人迅速成長,成為實驗室的主要學術骨干。劉維民一直大力推進“西部之光”人才培養計劃,面向國家戰略需求、面向區域經濟社會發展,立足西部創新奉獻。在他的影響和感召下,他培養的十多名優秀畢業生選擇留所工作,許多出國深造的研究生也在完成學業后回到實驗室工作,成為骨干人才。青年科技工作者的出色工作,為實驗室取得高水平的成果作出了重要貢獻?!皩嵺`證明,通過發揮學科優勢,推進‘西部之光’等人才培養計劃的實施,支持青年科技人才為地方經濟發展服務,以實現培養科技創新人才、提高人才競爭能力的目的,是符合蘭州化物所研究發展需求的成功模式?!眲⒕S民高興地說道。在薛群基院士及劉維民研究員的帶領下,固體潤滑實驗室先后5次在國家組織的實驗室評估中被評為“優秀實驗室”。

  同時,劉維民還非常關注貧困地區的發展,特別是當地兒童的就學問題。1996年以來,他先后資助了甘肅、陜西、山東等農村困難家庭的十多名學生完成了學業;2004年,他把自己獲得的中國青年科技獎的獎金和拜耳啟動基金獎共22萬元捐給了甘肅省“春蕾計劃”和科學院子弟學校;2017年他又與朋友共同出資16萬元在陜西寧強中學設立了“中科潤美”獎學金。2019年,他將獲得的30萬元獎金直接捐給了中國青少年兒童基金會。心懷家國,心系社會,劉維民用真真切切的行動詮釋著一個共產黨人、優秀科技工作者的勇氣與擔當。

  劉維民曾說:中國的先賢孔老夫子教育人要“文、行、忠、信”。作為一名新時期的科技工作者,應“有德、有才、有品、有度”。這便是劉維民終身勤奮工作的人生信條。他不忘初心,在潤滑領域辛勤耕耘;他淡泊名利、甘于奉獻;他嚴謹求實、崇尚真理;他誨人不倦、克明峻德。劉維民院士曾寄語:“我自己愿做一個有擔當、有奉獻的人。希望廣大科技工作者,尤其是年輕科技工作者,能夠為富國強軍多做些事情,為人類文明進步作出自己的努力和貢獻?!辈晃菲D難,科技報國,多作貢獻就是劉維民院士交出的最完美的人生答卷,而奮斗則是他人生中最亮麗的底色。

  

  劉維民   

  中國科學院院士、發展中國家科學院、亞太材料科學院院士,博士,研究員,博士研究生導師。1962年9月生于山東萊西,1984年畢業于山東師范大學化學系,1990年于中國科學院蘭州化學物理研究所獲得理學博士學位,之后工作于中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑開放研究實驗室(1999年經科技部批準成為國家重點實驗室),從事潤滑材料及摩擦化學等研究工作。期間曾于1993~1994年在美國賓夕法尼亞州立大學作為高級訪問學者從事為期一年的合作研究。2000年~2018年擔任固體潤滑國家重點實驗室主任;2002~2005年擔任蘭州化學物理研究所副所長及主持工作副所長;2005~2012年擔任蘭州化學物理研究所所長。2011年~2015年擔任中國機械工程學會摩擦學分會主任委員。

  目前兼任Tribology International共同主編(Editor),《摩擦學學報》常務副主編,Research等雜志編委會委員;兼任西北工業大學講席教授,山東師范大學、湖北大學名譽教授。

  與團隊成員合作,在相關研究領域獲得國家自然科學二等獎2項(第一和第五完成人)、國家技術發明二等獎3項(第一、第四和第五完成人);獲得省部級自然科學、技術發明或科技進步一等獎10項(4項為第一完成人)。取得授權(含合作)發明專利120多件;合作出版中文專著4部,參與撰寫4部英文專著(共5個章節)。

  曾擔任“神舟七號飛船固體潤滑材料空間環境實驗”項目及科技部潤滑材料領域2個973項目首席科學家;主持了國家自然科學基金委員會空間潤滑材料與技術創新研究群體項目及科技部潤滑材料基因組計劃等重要研究項目。

  2004年獲得第八屆中國青年科技獎,2008年獲得全國五一勞動獎章,2010年獲得全國優秀科技工作者稱號。2016年獲得何梁何利科學與技術進步獎,2017年獲得(中國)摩擦學最高成就獎,2019年獲得中國機械工程學會科技成就獎。

  目前主要從事航天航空潤滑、材料磨損及合成潤滑材料研究。

  

  參考文獻:

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  [16] 鳳凰網今日科協大風號:《劉維民院士:締造航天工程背后的空間潤滑材料體系》,2018-07-27;

  [17] 宜秀萍:《【先鋒引領】劉維民:把論文寫在祖國大地上》,新華網甘肅頻道,2018年7月8日;

  [18] 劉曉倩:《劉維民院士:重視研究“摩擦”促進經濟發展》,《中國科學報》,2017年8月9日第1版要聞;

  [19] 秦娜:《把創新奉獻作為畢生追求——記中國科學院院士劉維民》,甘肅日報·每日甘肅網,2018年10月31日

  撰文:汪寧寧 王晶 張慧玲 宋華龍 段立斌

  審核:張懷剛 肖國青 王齊華 張長春

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