许悦

做“顶天立地”有意思的科研
2018-02-14 08:37

 

在李永峰心中,做科研理应“顶天立地”,既追前沿,又做基础。在基础研究方面,要深入研究事物的本质和本源,而在应用方面要将科研成果应用到产品中,服务社会。如果科研只是停留在实验室,就实现不了科研的价值了。

■本报见习记者 许悦

李永峰(右)指导学生实验。中国石油大学(北京)供图

科研是什么?是只囿于实验室的一方小天地?是枯燥无味的机械劳动?是艰涩难懂的前沿科技?中国石油大学(北京)化学工程学院教授李永峰的团队会告诉你,科研是用超常的毅力去做一件“顶天立地”有意思的事儿,枯燥难免,但乐在其中。

也正是秉持着这样的理念,在青年创新团队项目(C计划)支持下,李永峰带领的研究团队发现了一种新型陶瓷纳米焊接技术,为未来陶瓷材料焊接提供了新可能、新技术。

差点被忽略的新发现

民间有俗语云“摔破的瓷盘子——对不到一块儿”,且不论这句歇后语的深层意思,但就字面上讲,陶瓷器无论是作为束之高阁的珍稀古董,还是作为日常百姓家中的瓷碗、瓷瓶等生活用品,都是易碎且难修复的材料。

陶瓷材料虽然具有抗高温、高硬度、高化学稳定性及低密度等优点,但是一直以来限制其应用的最主要原因,就是目前没有一种有效的焊接方案,在将陶瓷材料焊接后还能保证材料原有的优秀性能。而李永峰团队的新型陶瓷纳米焊接技术却为打破这一瓶颈带来了希望。

“我们发现的这种焊接技术就是将陶瓷材料与陶瓷焊接到一起,保证焊接后的兼容性,维持焊口物理化学性能不变。另外,在焊接中使用的气体为二氧化碳,若能大规模使用还将降低温室气体排放。”李永峰告诉《中国科学报》记者,这种技术其焊接点的机械强度比原始纳米线的强度更大,该技术不仅可用于纳米级陶瓷材料的焊接,还可用于宏观陶瓷材料的焊接,具有很大的应用潜力。

然而,团队实际上差一点儿就与这一发现失之交臂。

李永峰团队主要研究的领域并不是陶瓷焊接而是等离子体,在研究中会使用到氧化镁模板。“我们在用等离子体处理氧化镁模板后,发现了特殊的现象,由于是日常进行的研究,我们最初并没有觉得有什么不同,认为这一现象是实验过程中正常的反应,并未多想。”团队成员、化学工程与技术专业博士生杨旺说,后来在团队教师与学生们的讨论和深入思考后,才抓住了陶瓷焊接这个切入点,揪出了这个新发现。

坚持不懈才能搞出好科研

杨旺作为李永峰团队中的一员可以算是“老人”了,他从本科毕业后就一直跟随着李永峰搞科研,如今已经博士毕业的他依然坚持不懈地走在科研的道路上,搞他眼中有意思的研究。

“李永峰老师经常跟我们说,做科研必须有一种坚持不懈的精神,如果不坚持是很难做出东西来的。一次性就能做出来的东西,通常上讲并没有什么意义。”杨旺说。而这一次陶瓷焊接新技术的发现,毫无疑问地是这群科研人眼中有意思、有意义的东西,自然不能一蹴而就。

在此次研究过程中,最磨人的就是仪器的问题。由于学校只有普通电镜,分辨率不够,团队在实验中得出的结果不够清晰,因此为找到合适的仪器下了大功夫。经过一番联系协商,最终达成了与燕山大学的合作,使用该校的仪器进行实验,而这就使得团队成员们陷入了长达大半年的“实验大战”。

杨旺告诉记者,在进行实验的大半年中,团队成员需要一个星期跑两三趟燕山大学,先挤地铁再坐火车,“另外,由于设备并不是只有我们使用,燕山大学自身的师生也要使用,就不得不轮班,什么时候轮到我们,什么时候进行实验。有时候经常是晚上才能够轮到我们做实验,所以团队成员唐禹疏等人经常是白天过去,晚上做实验,第二天早上再返回学校处理数据,连轴转、熬夜做实验就是常事了”。

白天睡觉,晚上测试,大家成了名副其实的“夜猫子”,然而实验却并不是一次就能够得到好结果的,不得不反复进行,各种测试条件还需要仔细进行调节、测试。“即便维持着这样的状态,我们有时去十次也不一定会得到好的实验结果。”杨旺说。

对于学生们的辛苦付出,李永峰都看在眼里,挂在心间,“学生们真的特别辛苦,做实验排班都是24小时,并且每进行一次实验都要往返于两所学校间,在这种艰难的情况下能够坚持进行研究,这让我很欣慰”。在李永峰看来,团队能够取得陶瓷焊接新技术这一成果,正是科研人“天道酬勤”最真实的写照。

做“顶天立地”有意思的科研

当被问及“在你心目中科研是什么”时,不论是李永峰还是杨旺都呆怔了片刻,并直言他们并未思考过这种问题,因为对他们来讲,科研是日常生活中的一部分,是他们认为有意思的事情。

“李老师最常说的一个词是‘有意思’,做有意思的东西。”杨旺笑道,李永峰对于科研十分有激情。他还记得在实验终于得出好结果时,李永峰兴奋地早早打来电话与他们进行热烈的讨论。而他们自己也会因实验得出好结果而激动地出去吃一顿早餐或宵夜庆祝。“像李老师这样的科研人,他们身上对科研的热爱和激情会感染、带动我们,让我们更有干劲儿,这让我感触很深。”

对于杨旺,科研是他最大的爱好,既可以带给他很多乐趣,同时又会带给他一种满足感。“研究的过程也许会有枯燥的时候,但是当你真正作出结果时,或者文章发表出来后,那些过程中的困难和枯燥早就抛之脑后了,根本不算什么。”说出这句话的杨旺身上有着与他所憧憬的科研人身上相同的激情与力量。

除了做有意思的科研,在李永峰心中,做科研理应“顶天立地”,既追前沿,又做基础。“在基础研究方面,要深入研究事物的本质和本源,而在应用方面要将科研成果应用到产品中,服务社会。如果科研只是停留在实验室,就实现不了科研的价值了。”李永峰说。

如今,做“顶天立地”的科研已经成为李永峰整个团队所追求的信念,也熏陶着尚在萌芽期的科研人。“也许一项研究成果从实验室到推广运用只有一步,但这一步却是很难很难的。我们相信陶瓷焊接新技术在未来是可以做到推广运用的,还有很多的工作等待我们坚持不懈地做下去。”

《中国科学报》 (2018-02-13 第8版 科创)

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