許悅
科研是什么?是只囿于實驗室的一方小天地?是枯燥無味的機械勞動?是艱澀難懂的前沿科技?中國石油大學(北京)化學工程學院教授李永峰的團隊會告訴你,科研是用超常的毅力去做一件“頂天立地”有意思的事兒,枯燥難免,但樂在其中。
也正是秉持著這樣的理念,在青年創新團隊項目(C計劃)支持下,李永峰帶領的研究團隊發現了一種新型陶瓷納米焊接技術,為未來陶瓷材料焊接提供了新可能、新技術。
差點被忽略的新發現
民間有俗語云:“摔破的瓷盤子—對不到一塊兒。”且不論這句歇后語的深層意思,但就字面上講,陶瓷器無論是作為束之高閣的珍稀古董,還是作為日常百姓家中的瓷碗、瓷瓶等生活用品,都是易碎且難修復的材料。
陶瓷材料雖然具有抗高溫、高硬度、高化學穩定性及低密度等優點,但是一直以來限制其應用的最主要原因,就是目前沒有一種有效的焊接方案,在將陶瓷材料焊接后還能保證材料原有的優秀性能。而李永峰團隊的新型陶瓷納米焊接技術卻為打破這一瓶頸帶來了希望。
“我們發現的這種焊接技術就是將陶瓷材料與陶瓷焊接到一起,保證焊接后的兼容性,維持焊口物理、化學性能不變。另外,在焊接中使用的氣體為二氧化碳,若能大規模使用還將降低溫室氣體排放。”李永峰告訴記者,這種技術其焊接點的機械強度比原始納米線的強度更大,該技術不僅可用于納米級陶瓷材料的焊接,還可用于宏觀陶瓷材料的焊接,具有很大的應用潛力。
然而,團隊實際上差一點兒就與這一發現失之交臂。
李永峰團隊主要研究的領域并不是陶瓷焊接而是等離子體,在研究中會使用到氧化鎂模板。“我們在用等離子體處理氧化鎂模板后,發現了特殊的現象,由于是日常進行的研究,我們最初并沒有覺得有什么不同,認為這一現象是實驗過程中正常的反應,并未多想。”團隊成員、化學工程與技術專業博士生楊旺說,后來在團隊教師與學生們的討論和深入思考后,才抓住了陶瓷焊接這個切入點,揪出了這個新發現。
堅持不懈才能搞出好科研
楊旺作為李永峰團隊中的一員可以算是“老人”了,他從本科畢業后就一直跟隨著李永峰搞科研,如今已經博士畢業的他依然堅持不懈地走在科研的道路上,搞他眼中有意思的研究。
“李永峰老師經常跟我們說,做科研必須有一種堅持不懈的精神,如果不堅持是很難做出東西來的。一次性就能做出來的東西,通常上講并沒有什么意義。”楊旺說。而這一次陶瓷焊接新技術的發現,毫無疑問是這群科研人眼中有意思、有意義的東西,自然不能一蹴而就。
在此次研究過程中,最磨人的就是儀器的問題。由于學校只有普通電鏡,分辨率不夠,團隊在實驗中得出的結果不夠清晰,因此為找到合適的儀器下了大功夫。經過一番聯系協商,最終達成了與燕山大學的合作,使用該校的儀器進行實驗,而這就使得團隊成員們陷入了長達大半年的“實驗大戰”。
楊旺告訴記者,在進行實驗的大半年中,團隊成員需要一個星期跑兩三趟燕山大學,先擠地鐵再坐火車,“另外,由于設備并不是只有我們使用,燕山大學自身的師生也要使用,就不得不輪班,什么時候輪到我們,什么時候進行實驗。有時候經常是晚上才能夠輪到我們做實驗,所以團隊成員唐禹疏等人經常是白天過去,晚上做實驗,第二天早上再返回學校處理數據,連軸轉、熬夜做實驗就是常事了。”
白天睡覺,晚上測試,大家成了名副其實的“夜貓子”,然而實驗卻并不是一次就能夠得到好結果的,不得不反復進行,各種測試條件還需要仔細進行調節、測試。“即便維持著這樣的狀態,我們有時去十次也不一定會得到好的實驗結果。”楊旺說。
對于學生們的辛苦付出,李永峰都看在眼里,掛在心間,“學生們真的特別辛苦,做實驗排班都是24小時,并且每進行一次實驗都要往返于兩所學校間,在這種艱難的情況下能夠堅持進行研究,這讓我很欣慰。”在李永峰看來,團隊能夠取得陶瓷焊接新技術這一成果,正是科研人“天道酬勤”最真實的寫照。
做“頂天立地”有意思的科研
當被問及“在你心目中科研是什么”時,不論是李永峰還是楊旺都呆怔了片刻,并直言他們并未思考過這種問題,因為對他們來講,科研是日常生活中的一部分,是他們認為有意思的事情。
“李老師最常說的一個詞是‘有意思,做有意思的東西。”楊旺笑道,李永峰對于科研十分有激情。他還記得在實驗終于得出好結果時,李永峰興奮地早早打來電話與他們進行熱烈的討論。而他們自己也會因實驗得出好結果而激動地出去吃一頓早餐或宵夜慶祝。“像李老師這樣的科研人,他們身上對科研的熱愛和激情會感染、帶動我們,讓我們更有干勁兒,這讓我感觸很深。”
對于楊旺,科研是他最大的愛好,既可以帶給他很多樂趣,同時又會帶給他一種滿足感。“研究的過程也許會有枯燥的時候,但是當你真正做出結果時,或者文章發表出來后,那些過程中的困難和枯燥早就拋之腦后了,根本不算什么。”說出這句話的楊旺身上有著與他所憧憬的科研人身上相同的激情與力量。
除了做有意思的科研,在李永峰心中,做科研理應“頂天立地”,既追前沿,又做基礎。“在基礎研究方面,要深入研究事物的本質和本源,而在應用方面要將科研成果應用到產品中,服務社會。如果科研只是停留在實驗室,就實現不了科研的價值了。”李永峰說。
如今,做“頂天立地”的科研已經成為李永峰整個團隊所追求的信念,也熏陶著尚在萌芽期的科研人。“也許一項研究成果從實驗室到推廣運用只有一步,但這一步卻是很難很難的。我們相信陶瓷焊接新技術在未來是可以做到推廣運用的,還有很多的工作等待我們堅持不懈地做下去。”
(本文轉自《中國科學報》)