率领团队取得多项原创技术成果

雒建斌:认准的事情坚持去做(潜心科研 砥砺创新)

刘诗瑶  沙  迪

2020年10月26日07:56  来源:人民网-《人民日报》
 

  雒建斌院士近影。
  清华大学机械工程学院供图

  人物小传

  雒建斌,中国科学院院士、摩擦学专家。现任清华大学机械工程学院院长,兼任国际摩擦学理事会执委,获2013年美国摩擦学者和润滑工程师学会国际奖。

  

  钻研摩擦现象数十年,中科院院士、清华大学机械工程学院院长雒建斌是名副其实的摩擦学专家。

  前不久,2020年度陈嘉庚技术科学奖颁给了“摩擦中微粒作用机制及超滑机理”,项目主要完成人正是雒建斌。30多年来,雒建斌和团队不懈攻关,研制了新型纳米级润滑膜厚度测量仪,在国际上首次提出“薄膜润滑状态”概念,填补了弹流润滑与边界润滑之间的理论空白,还在应用基础领域大胆探索超滑和抛光问题,为工业发展解决了一系列技术难题。

  格外留心生活里各种与摩擦有关的细小现象

  “摩擦现象发生时,往往伴随磨损。摩擦、磨损会引发能源消耗,给设备、器件、材料带来损失。我国是制造大国,机械装备使用寿命较短、低端高耗能装备较多,每年因摩擦、磨损造成的浪费巨大。”雒建斌说。

  如何降低摩擦系数,减少摩擦能耗?在薄膜润滑理论研究取得突破后,雒建斌向“超滑”下手,挑战这个困扰国际摩擦学界的科学难题。

  所谓超滑,是指摩擦系数被降低到一个极小数值并无限度接近于零的摩擦状态。“国外专家调研确认若将轿车的发动机摩擦系数降低18%,每年大约能够节约5400亿吨燃油,减少2.9亿吨二氧化碳排放。”雒建斌说,超滑作为一种能将摩擦能耗与磨损率降低几个数量级的变革性技术,将在工业发展中发挥重要作用。

  但超滑到底怎么实现?借助何种物质实现?对润滑材料的成分特征有哪些要求?雒建斌和团队苦思冥想、多次实验,一直没有实质进展。

  有一天,团队成员抱着好奇的心理,把酸奶加到了实验超滑的机器上。没想到,屏幕上的摩擦系数曲线骤然降低。大家惊讶极了,迅速分成四个小组,针对酸奶的不同成分开展研究。遗憾的是,经过严谨论证,酸奶实现的是“假超滑”,不足以推导出缜密的科学关联。

  尽管当时有些失望,雒建斌却意识到,偶然现象背后往往有必然,他开始格外留心生活里各种与摩擦有关的细小现象。出差去杭州,雒建斌喝到了一碗莼菜汤。“用筷子根本挑不起来莼菜,我就开始琢磨它为何这么滑溜溜。”说到这里,雒建斌笑起来,他说无论看到什么都会想起“超滑”。

  经过无数次实验,他最终带领团队发现了多种配比的酸、醇、碱溶液都能实现超滑,特别是磷酸超滑现象的发现,对两种超滑新机理的提出有巨大帮助。

  不必拘泥于条条框框,研究服务现实,能解决问题就是有用

  “如果你认准的事情,别人都不理解怎么办?”

  “我会坚持下去,人生值得一试。”

  问及雒建斌为何做起了摩擦中的“抛光生意”,他讲完来龙去脉后如是说。

  有一年,雒建斌和团队到广东一家计算机硬盘磁头公司参观工艺,本意是介绍薄膜润滑技术,他却被公司高管提出的磁头抛光精度难题吸引住了。这是计算机硬盘制造业面临的难题,于是,如何把握好这个度,降低磁头磁盘表面粗糙度,改进保护膜性能,成了雒建斌实验室新的研究方向。

  在薄膜润滑研究过程中,实验室人员发现,在润滑液中加入纳米金刚石颗粒后,产生了良好的微抛光作用。团队认为,这有可能适合于硬盘磁头表面加工。对这个发现,不少同行质疑,“难度太大”“这不是传统摩擦学的路径”“不务正业”……雒建斌没有放在心上,他认为,不必拘泥于传统的条条框框,研究服务现实,能解决问题就是有用。

  顶着压力,他率领团队攻关数月,将清华大学的实验室研究和企业现场的实验结合,成功把纳米金刚石颗粒引入了磁头表面抛光液中,将磁头表面粗糙度降低了50%,实现了硬盘存储密度的大幅提升。同时也证明了摩擦学与电子制造学科结合是正确的,成为摩擦学国家重点实验室一个全新的发展方向。

  “不放弃”“坚持一下”等语句,经常出现在他对学生的指导中

  和摩擦结缘,雒建斌有着独特经历。

  恢复高考第二年,来自陕西农村的雒建斌考上东北大学材料系,毕业后进入西安电缆厂担任技术员。

  “电缆厂制作电缆,有一道工艺叫拉拔铜丝。夏天拉的铜丝容易氧化变色,成为废品。我就和同事一起演算试验,推导出计算公式,为控制铜丝氧化、降低铜丝温度提出润滑意见。”雒建斌说,就是从那时候起,他对摩擦学产生了浓厚的兴趣。

  有了好奇心,就不满足现状。雒建斌抱着继续深造的梦想,在1985年到西安建筑科技大学冶金系读硕士研究生,开始系统学习摩擦学知识。

  旺盛的求知欲,又一次支撑他考取了清华大学精密仪器与机械学系博士研究生,师从我国著名摩擦学专家温诗铸先生。在这个全国摩擦学研究最先进的摇篮里,雒建斌再没和“摩擦”分离过。

  和人交谈时,他措辞总是很温和,用学生的话讲,“雒老师从没发过脾气,但他讲的每个字都很坚定。”“不放弃”“坚持一下”等语句,也经常出现在他对学生的指导中。

  坚持不代表固执,前提是尊重科学规律和经验判断。有一次,关于超滑实现里到底有没有化学作用,团队展开了激烈争论。当时,团队在相关实验工件表面根本测不到化学残质,一些人就想放弃。但雒建斌根据过往判断,坚持要再试试,后来有位学生改换了测量方式,果然测出了一层磷酸分子,证明了化学作用的存在。

  “同一个事情全世界很多人在做,只有方向对、手段好、成员能力强,组合在一起才能做好。”雒建斌说。


  《 人民日报 》( 2020年10月26日 19 版)
(责编:周倩文、张隽)