雒建斌院士:認準的事情堅持去做
雒建斌院士近影。清華大學機械工程學院供圖
人物小傳(chuan)
雒建斌,中國科學院院士、摩擦學專(zhuan) 家。現任清華大學機械工程學院院長,兼任國際摩擦學理事會(hui) 執委,獲2013年美國摩擦學者和潤滑工程師學會(hui) 國際獎。
鑽研摩擦現象數十年,中科院院士、清華大學機械工程學院院長雒建斌是名副其實的摩擦學專(zhuan) 家。
前不久,2020年度陳嘉庚技術科學獎頒給了“摩擦中微粒作用機製及超滑機理”,項目主要完成人正是雒建斌。30多年來,雒建斌和團隊不懈攻關(guan) ,研製了新型納米級潤滑膜厚度測量儀(yi) ,在國際上首次提出“薄膜潤滑狀態”概念,填補了彈流潤滑與(yu) 邊界潤滑之間的理論空白,還在應用基礎領域大膽探索超滑和拋光問題,為(wei) 工業(ye) 發展解決(jue) 了一係列技術難題。
格外留心生活裏各種與(yu) 摩擦有關(guan) 的細小現象
“摩擦現象發生時,往往伴隨磨損。摩擦、磨損會(hui) 引發能源消耗,給設備、器件、材料帶來損失。我國是製造大國,機械裝備使用壽命較短、低端高耗能裝備較多,每年因摩擦、磨損造成的浪費巨大。”雒建斌說。
如何降低摩擦係數,減少摩擦能耗?在薄膜潤滑理論研究取得突破後,雒建斌向“超滑”下手,挑戰這個(ge) 困擾國際摩擦學界的科學難題。
所謂超滑,是指摩擦係數被降低到一個(ge) 極小數值並無限度接近於(yu) 零的摩擦狀態。“國外專(zhuan) 家調研確認若將轎車的發動機摩擦係數降低18%,每年大約能夠節約5400億(yi) 噸燃油,減少2.9億(yi) 噸二氧化碳排放。”雒建斌說,超滑作為(wei) 一種能將摩擦能耗與(yu) 磨損率降低幾個(ge) 數量級的變革性技術,將在工業(ye) 發展中發揮重要作用。
但超滑到底怎麽(me) 實現?借助何種物質實現?對潤滑材料的成分特征有哪些要求?雒建斌和團隊苦思冥想、多次實驗,一直沒有實質進展。
有一天,團隊成員抱著好奇的心理,把酸奶加到了實驗超滑的機器上。沒想到,屏幕上的摩擦係數曲線驟然降低。大家驚訝極了,迅速分成四個(ge) 小組,針對酸奶的不同成分開展研究。遺憾的是,經過嚴(yan) 謹論證,酸奶實現的是“假超滑”,不足以推導出縝密的科學關(guan) 聯。
盡管當時有些失望,雒建斌卻意識到,偶然現象背後往往有必然,他開始格外留心生活裏各種與(yu) 摩擦有關(guan) 的細小現象。出差去杭州,雒建斌喝到了一碗蓴菜湯。“用筷子根本挑不起來蓴菜,我就開始琢磨它為(wei) 何這麽(me) 滑溜溜。”說到這裏,雒建斌笑起來,他說無論看到什麽(me) 都會(hui) 想起“超滑”。
經過無數次實驗,他最終帶領團隊發現了多種配比的酸、醇、堿溶液都能實現超滑,特別是磷酸超滑現象的發現,對兩(liang) 種超滑新機理的提出有巨大幫助。
不必拘泥於(yu) 條條框框,研究服務現實,能解決(jue) 問題就是有用
“如果你認準的事情,別人都不理解怎麽(me) 辦?”
“我會(hui) 堅持下去,人生值得一試。”
問及雒建斌為(wei) 何做起了摩擦中的“拋光生意”,他講完來龍去脈後如是說。
有一年,雒建斌和團隊到廣東(dong) 一家計算機硬盤磁頭公司參觀工藝,本意是介紹薄膜潤滑技術,他卻被公司高管提出的磁頭拋光精度難題吸引住了。這是計算機硬盤製造業(ye) 麵臨(lin) 的難題,於(yu) 是,如何把握好這個(ge) 度,降低磁頭磁盤表麵粗糙度,改進保護膜性能,成了雒建斌實驗室新的研究方向。
在薄膜潤滑研究過程中,實驗室人員發現,在潤滑液中加入納米金剛石顆粒後,產(chan) 生了良好的微拋光作用。團隊認為(wei) ,這有可能適合於(yu) 硬盤磁頭表麵加工。對這個(ge) 發現,不少同行質疑,“難度太大”“這不是傳(chuan) 統摩擦學的路徑”“不務正業(ye) ”……雒建斌沒有放在心上,他認為(wei) ,不必拘泥於(yu) 傳(chuan) 統的條條框框,研究服務現實,能解決(jue) 問題就是有用。
頂著壓力,他率領團隊攻關(guan) 數月,將清華大學的實驗室研究和企業(ye) 現場的實驗結合,成功把納米金剛石顆粒引入了磁頭表麵拋光液中,將磁頭表麵粗糙度降低了50%,實現了硬盤存儲(chu) 密度的大幅提升。同時也證明了摩擦學與(yu) 電子製造學科結合是正確的,成為(wei) 摩擦學國家重點實驗室一個(ge) 全新的發展方向。
“不放棄”“堅持一下”等語句,經常出現在他對學生的指導中
和摩擦結緣,雒建斌有著獨特經曆。
恢複高考第二年,來自陝西農(nong) 村的雒建斌考上東(dong) 北大學材料係,畢業(ye) 後進入西安電纜廠擔任技術員。
“電纜廠製作電纜,有一道工藝叫拉拔銅絲(si) 。夏天拉的銅絲(si) 容易氧化變色,成為(wei) 廢品。我就和同事一起演算試驗,推導出計算公式,為(wei) 控製銅絲(si) 氧化、降低銅絲(si) 溫度提出潤滑意見。”雒建斌說,就是從(cong) 那時候起,他對摩擦學產(chan) 生了濃厚的興(xing) 趣。
有了好奇心,就不滿足現狀。雒建斌抱著繼續深造的夢想,在1985年到西安建築科技大學冶金係讀碩士研究生,開始係統學習(xi) 摩擦學知識。
旺盛的求知欲,又一次支撐他考取了清華大學精密儀(yi) 器與(yu) 機械學係博士研究生,師從(cong) 我國著名摩擦學專(zhuan) 家溫詩鑄先生。在這個(ge) 全國摩擦學研究最先進的搖籃裏,雒建斌再沒和“摩擦”分離過。
和人交談時,他措辭總是很溫和,用學生的話講,“雒老師從(cong) 沒發過脾氣,但他講的每個(ge) 字都很堅定。”“不放棄”“堅持一下”等語句,也經常出現在他對學生的指導中。
堅持不代表固執,前提是尊重科學規律和經驗判斷。有一次,關(guan) 於(yu) 超滑實現裏到底有沒有化學作用,團隊展開了激烈爭(zheng) 論。當時,團隊在相關(guan) 實驗工件表麵根本測不到化學殘質,一些人就想放棄。但雒建斌根據過往判斷,堅持要再試試,後來有位學生改換了測量方式,果然測出了一層磷酸分子,證明了化學作用的存在。
“同一個(ge) 事情全世界很多人在做,隻有方向對、手段好、成員能力強,組合在一起才能做好。”雒建斌說。
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