“小微球”的強國夢

張斯絮

馬里亞納海溝，是人類已知的海洋最深處。

2020年11月10日，中國“奮斗者”號全海深載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底，坐底深度10909米。這是中國自主研制的潛水器第一次把3名中國人送達地球的“第四極”，而“奮斗者”號也是人類歷史上第四臺抵達“挑戰者深淵”的載人深潛器，更是其中能力最強、技術最先進的一臺。

“奮斗者”

2020年11月10日，一個普通的工作日。與往常一樣，嚴開祺一大早便來到自己在中國科學院理化技術研究所的辦公室。但與往常不同的是，他沒有第一時間著手科研實驗，而是打開了一場視頻直播的鏈接。

或許網友們更關注“奮斗者”號下潛到了多少深度，而嚴開祺更關心的是它運行是否平穩，狀態是否良好。“雖然我們的浮力材料已經通過了實驗室里模擬深海環境的大量考核，但真正到達那個深度的時候，心還是懸著的——直到水下傳來‘萬米的海底，妙不可言的音頻，我才意識到，我們成功了！”

正如有評論所言，“比萬米海底更妙不可言的，是‘奮斗者號的國產標簽”，從2012年“蛟龍”號下潛7062米，到2020年“奮斗者”號創造10909米載人深潛新紀錄，中國的深海探測技術實現的不僅是從4位數到5位數的突破，更是從“國產化”到“國產”的壯舉。

很多人都沒有想到，在這一領域率先打破發達國家技術封鎖的，竟是一支完全由本土科研工作者組成的團隊。嚴開祺說，當年研究生畢業，許多同學選擇出國深造。正是導師張敬杰的教導——“關鍵核心技術要不來，買不來，求不來”，讓他留在了這個不算熱門的“微珠材料制備新工藝及其應用技術”研究組。

從提出新理論，研制新設備，到主動擔當海試重任，長期駐扎北京通州、河北廊坊等實驗基地，嚴開祺和同事們一路走來，已經初步開啟國產深潛浮力材料規模應用的新局面，成為中國萬米潛水器背后最堅實的奮斗者。

2020年12月15日，共青團中央、全國青聯發布《關于授予“奮斗者”號全海深載人潛水器科研團隊和個人“中國青年五四獎章”的決定》。中科院理化所項目研究員嚴開祺榮獲“中國青年五四獎章”。

一畢業，就出海

“我們常說做科研，無外乎兩個目標，要么上書架（形成新的理論），要么上貨架（研發新的產品）?！?p>

“奮斗者”號載人深潛器準備下海

憶及當年的保研經歷，嚴開祺坦言自己是在了解理化所微珠團隊的研究方向后，毅然投至張敬杰老師麾下的?！斑@個方向既有基礎研究又有產業化，而且是跟國際最頂尖的團隊在賽跑，我想接受這樣的挑戰?！?/p>

萬米海底的壓強，相當于一萬只大象站在一平方米大小的地面上。此時，深潛器想要通過母船的拉力或者自身的動力實現上浮，宛如愚公移山。只有依靠一種又輕又抗壓的材料，才有可能在深潛器完成水下作業拋載之后，實現無動力上浮。

這種被視為深潛器六大關鍵技術之一的固體浮力材料，由空心玻璃微球加上樹脂基材通過混合和熱固化形成，其中空心玻璃微球是關鍵。20世紀50年代，美國、日本、俄羅斯開始研制空心玻璃微球，高性能產品至今仍對我國設限。而我國從20世紀90年代開始“白手起家”，老一輩研究員宋廣智、張敬杰采用全新的技術打通了“軟化學”法制備空心玻璃微球的先進路線，使我國在該領域擁有了自主知識產權。

“這是一條完全自主的技術路線，意味著一切都是未知?！痹谌鄙傥墨I和經驗借鑒的情況下，想要獲取最可靠的一手數據，海試很重要。

2012年夏天，嚴開祺碩士畢業后留在課題組工作。他主動承擔了海試的任務，報名科技部資助的規范化海試航次，作為課題組中的海試“第一人”三赴南海。

在甲板上作業，充滿著不確定性?！澳阌肋h不知道下一次的浪從哪里來，稍有不慎，就可能被海浪打翻在地。”嚴開祺負責的是與浮力材料相關的潛標布放、回收，在他的回憶里，每一次作業都非常緊張，以至于留下了“沒拍過一張工作照”的遺憾。

“從沒想到（一次出海）七八天會那么難熬?！睕]有手機信號，飲食供給有限，嚴開祺說，“越到后面，那種孤獨、寂寞，甚至是恐懼感越強烈……每次出海我都會瘦好多。”

但正是通過這種方式，在長時間的海試驗證中，他們自主研制的樣品吸水率小于1%，性能達到國際先進水平。

栽好梧桐樹，鳳凰自然來。2014年年底，一個偶然的機會，嚴開祺和導師張敬杰在參加中科院“先導科技專項”立項評審的時候，遇到了“蛟龍”號總設計師徐芑南院士。“徐院士看到我們的海試樣品，非常高興，馬上安排人與我們對接。其實此前他們已經找了很多單位，但浮力材料的問題一直沒有解決。就這樣，我們緊急加入了‘深海勇士號的攻關?！?h3>從樣品，到產品

走進中科院理化所嚴開祺所在團隊的實驗室，上百平方米的空間里擺滿了各式各樣的精密儀器。然而，要完成工程化的指標，把以克為單位的樣品量產到上百公斤級，這里遠遠不能滿足需求。

2015年，為了完成為我國第二臺載人深潛器“深海勇士”號提供浮力材料的任務，理化所緊急為團隊調配了河北廊坊園區場地，并由中科院院長特別支持基金和理化所所長基金匹配了部分經費。

那幾年，嚴開祺和同事們幾乎是駐扎在實驗基地，度過了最熱的伏天和最冷的寒冬。“暖氣不足，車間很冷，我們都是裹著軍大衣、大棉襖在現場操作。因為實驗涉及粉塵之類，所以每個人出來，頭發全是白的。”

然而比起環境的艱苦，更讓嚴開祺記憶猶新的是科研上的艱辛?！盀槭裁次覀儸F在發表的論文數量在國際上數一數二，但轉化成生產力的卻沒有那么多？因為樣品和產品完全是兩碼事——為了做一個樣品，我可以精挑細選。在100個里面，有一個成功就行了。但要做成產品，這100個里面至少有95個要成功，而我們要做到100%。”

談及前期的狀況，張敬杰曾說“失敗一個接著一個，廢品如小山般堆積，每天都在打擊中度過”。在那兩三年間，嚴開祺經常睡不好：“連做夢都在想這個事情，是哪里沒有做到位，哪里設計不合理？為什么總差那么一點點？”

記者問：“那一點點指的是什么？”

嚴開祺答：“就是頭發絲那個量級的小微球的耐壓強度?！?/p>

后來，大家開始咬著牙逼自己“慢下來”?！耙环N原材料一種原材料地去分析、計算、設計，對關鍵的工藝設備挨個進行參數調整、改造和升級……終于在某一天，找到了關鍵突破點。一旦跨越那個階段，研制工作就變得輕松一些了，每天都能獲得一點小突破，終于又找回了成就感?！?/p>

就在當年廊坊基地緊張攻關的階段，嚴開祺家里還發生過一件“驚險”的大事?！澳翘煳艺鲋鴮嶒?，突然接到妻子的電話，她要臨產了！幸運的是，當時所里有位老師開了自己的車到廊坊，我趕緊請他幫忙把我帶回北京。匆匆忙忙趕到醫院，簽完字，我的大女兒已經出生了。”

說到家人，如今兒女雙全的嚴開祺滿心感恩?！拔掖_實沒有很多時間、精力照顧家庭，而他們用實際行動支持了我的事業?！?/p>

2016年12月，團隊按時交付了固體浮力材料，助力“深海勇士”號國產化率達到95%。在女兒生日的時候，嚴開祺將他最為珍視的“深海勇士”號參研參試人員紀念牌和小模型送給了她。

在嚴開祺心里，這就是他送給孩子最好的禮物。

科學家們的工程化“洗禮”

2017年，嚴開祺開始擔任“奮斗者”號全海深載人潛水器結構系統的副主任設計師。

為什么讓這位當時在團隊中最年輕、資歷最淺的“85后”助理研究員擔當如此重要的角色？團隊負責人張敬杰研究員回答，這個“副主任設計師”不是榮譽，而是責任，而且責任很大。個人基本功扎實、科研素質高，有開闊的視野、有很強的學習能力，才有可能在完成分內工作的同時，協調各個方面，對接工程總體，了解結構系統其他方面的需要，再返回來消化好他們對我們的各項指標要求。

而在嚴開祺看來，參與這樣的國家戰略性重大工程，對于科學家不啻為一場“洗禮”。

“科學家的精神是追求極致，為此會去不斷地優化、超越。而參與工程以后就不一樣了，我們要把自己當成螺絲釘，要和其他各個環節去匹配。在這個過程中，我要去扭轉大家的思維——性能一旦定了，你低了不行，高了也不行，要盡可能地做出一致性和穩定性來?！?/p>

于是，僅僅是為了達到小微球的指標，他們就做了上千次實驗。研制出小微球之后，再與團隊里潘順龍博士、廖斌博士研制的高性能基材進行匹配，又是上千次實驗！

2020年年末，“奮斗者”號第13次完成下潛任務，除了刷新10909米的世界下潛深度，還有另一歷史時刻令萬眾矚目——實現全球首次萬米海底的實時直播。2020年11月13日，輔助廣大網友打卡地球“第四極”的，其實還有“奮斗者”號的兩位好“幫手”——“滄海”號和“凌云”號。這兩部同時坐底的深海視頻著陸器就是“奮斗者”號的專用攝影和打光。這背后，是嚴開祺在研制“奮斗者”號的同時，又組織的一支突擊小分隊。他和同門師弟廖斌博士為包括“滄?！碧?、“凌云”號等在內的我國萬米集群無人潛水器，研制出了更低密度的全海深浮力材料，從而推動我國躋身具有全海深探索能力的國際第一梯隊。

嚴開祺相信，“奮斗者”號的研制成功，一定可以帶出很多產業來。就以他們主攻的空心玻璃微球為例，這種材料不僅可以用在幾乎所有的輕量化產品上，而且在隔熱、隔音、耐高溫、耐磨等領域，都有著廣泛的應用。

既服務于國家的戰略，也面向市場的需求。為了實現新材料的多功能化，一方面要布局相關的基礎研究，另一方面要把新技術產業化。嚴開祺說：“未來的路還很長，就像團中央的表彰辭所說，唯堅定者，方可行穩致遠?！?/p>

（平 野摘自《中國青年》2021年第2期）