
70歲的薛群基拿到了中國人第一次獲得的國際摩擦學金獎。他研究的潤滑材料曾伴隨“神七”飛行;身為碩士生卻培養了60名博士生;他創建的摩擦學實驗室可與NASA(美國國家航空航天局)的實驗室媲美。
近日,我國工程院院士薛群基獲得了2011年度國際摩擦學金獎,此獎被視為摩擦學成就的世界最高獎勵。2月27日,在英國駐華大使館,塞巴斯蒂安·伍德大使代表國際摩擦學理事會(ITC)將獎章正式頒給了他,這是獎項設立40年來首次授予中國科學家。ITC對他的獲獎評價為“40年來世界上最杰出和最具影響力的摩擦學家之一”。
把“潤滑”從天上做到地上
“摩擦學就是研究摩擦、磨損和潤滑的科學。我做的潤滑材料,就是為了降低摩擦、減少磨損。當然,有時候還要增大摩擦,比如剎車。所以說我研究的正是摩擦與潤滑之間的平衡。”薛群基在英國駐華大使館接受了記者的采訪。
盡管看起來他的研究領域離生活很遠,我們卻都曾見過薛群基的摩擦學科研成果,那就是隨同“神舟七號”一起升空的空間材料箱。2008年9月27日下午,宇航員翟志剛步出軌道艙,完成了中國人的首次太空行走。隨后,他“游”到飛船軌道艙壁,取下一個箱子并送回艙內。這個箱子是個固體潤滑材料實驗裝置,正是薛群基所在的固體潤滑國家實驗室研制的。
在太空失重與真空的環境下,地面上使用的任何液狀潤滑劑都會瞬間氣化,所以只能研究新的固體潤滑材料。薛群基介紹,“當時我們把3大類10種100多個固體潤滑材料樣本送上天,讓其在太空中暴露了四十多個小時,就是為了驗證出它們在太空復雜環境下的性能。這是我國第一次開展固體潤滑材料的外太空暴露試驗。”
通過試驗他們發現,一些材料在外太空也保持穩定的性能。但有一種銀與銀合金的薄膜材料,經過原子氧和紫外光的輻照以后,其表面變花,或者變暗;另一種是二硫化鉬潤滑薄膜產品,表面變得更為粗糙。這些材料要成為空間站外部裝置的潤滑材料還需進一步改進。不過,通過天上實驗,今后實驗就可以在地面模擬進行了,能獲得與外太空一樣的效果,將大大節約研制經費和時間。
潤滑可為民生行業減負
國際摩擦學理事會會長約斯特(Jost)教授,參觀薛群基所在的固體潤滑國家重點實驗室后表示,它可與NASA的實驗室相媲美。
事實上,早在上世紀80年代,薛群基在中科研蘭州化學物理研究所(化物所)創立這個實驗室時,只有12個研究人員,7間小房,面積不足150平方米,設備也不夠。而現在,它成了化物所最重要的部門之一,不僅獨立解決了我國航天航空領域的潤滑問題,還有稀土潤滑材料等他國沒有的技術材料。
如今看來,最初把實驗室建在蘭州有個意想不到的好處。“蘭州雖然相對落后,但是誘惑少,有利于科研人員出成績。”薛群基如是說。
現在,薛群基關注太空之外,還把目光投向了民生行業。他指出我國每年因摩擦磨損造成的損耗就有1200億美元,而其中1/3可應用摩擦學成果節省下來,比如汽車。汽車的主要部件是發動機、汽缸、活塞,如何降低它們之間的摩擦、提高壽命,是他正在做的。他估計如果用上新型潤滑材料,摩擦損失的能量能減少5%,這對于龐大的汽車業意義重大。
研究生培養出60個博士生
其實,薛群基的學歷不算很高。1967年,他從化物所研究生畢業,由于“文革”,他沒能進一步深造。直到80年代初,他前往美國密執安大學做訪問學者,本來還有一年就能取得博士學位,卻因研究所的召喚回來主持工作。
這些年,他培養出60個博士生,他們很多還進一步取得了博士后學位。與弟子們相比,薛群基“研究生畢業”的學位并不突出,不過這并不妨礙他“傳道、授業、解惑”。
“我現在還是經常聽別人的學術報告。別人花幾個月時間用心準備的報告,我二十分鐘就了解了,已經是‘占大便宜’了。”薛群基笑著說。
他不僅關心摩擦學的新發現,也注意其他領域的進展。他回憶,“我們研究團隊在上世紀80年代末90年代初開始研究納米摩擦學,就是看到了納米科技的發展。我們在世界上首次把納米技術用在潤滑材料中,節能環保的效果很好,這就是從‘姊妹學科’中獲取營養。”
“當學生不能太‘聽話’。我上小學開始就總坐第一排,不懂就問。當年教過我的老師可能還都記得。”這種求學態度無疑影響著他的學生。說起教學,他在學生眼中是嚴厲的,這很難與他親和的形象聯系起來。對此,他的學生——王立平研究員告訴記者,嚴厲不等于苛刻,不一定要以尖銳的形式出現。
“也許是長期研究‘摩擦’與‘潤滑’這對矛盾統一體,薛教授能夠在嚴格與親和間取得平衡。在生活上他像父親一樣關心學生,科研上卻十分嚴謹。遇到學生的問題,他很少直接批評,而是委婉地提出意見讓學生思考。”王立平說。
人際交往也要學“潤滑”
常年從事相對于摩擦的潤滑研究,薛群基有時也會把“潤滑”的概念帶入生活。在他看來,個人或群體因利益矛盾而引起的沖突摩擦也可以通過“潤滑”來緩解。
薛群基告訴記者,減少人際摩擦的潤滑劑就是包容心。當年他研究生畢業后,由于時代的原因,其科研工作不能正常進行。對于自己在最年富力強之時不能全力投入學術研究的事實,薛群基表現得很豁達,“那時全國都是這樣。有的機構所有研究都停止了,我們算好的,可以做實驗。”
“我們做納米顆粒時,提出只要將其以0.1%的比例加到潤滑油里就能大大減少磨損。一開始確實有不同看法,有人認為‘汽車機油濾清器的目的是過濾掉顆粒,怎么反而要加入顆粒呢’。其實納米長度只有十億分之一米,到了這個尺寸,顆粒性質就大不相同了,可以起到潤滑作用。實踐證明,我們的觀點是對的。所以說,不要排斥質疑,而是想辦法證實自己的觀點;如果有誤,盡快改正。”薛群基說。
人際交往與自然界其實是一樣的。自然界不可能沒有摩擦,否則人站在地板上就會摔跤;可是摩擦太大,我們又無法行走。這就需要保持摩擦與潤滑的平衡。同樣,人際交往也需要適度潤滑來降低摩擦。薛群基半開玩笑地說,“社會上降低摩擦還有一個好的潤滑劑,那就是茅臺。”