用“小微球”载起“大国梦”

——记“中国青年五四奖章”获得者严开祺

周锦童 刘思彤

来源:旗帜网2021年11月05日10:33
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从“蛟龙”号到“奋斗者”号,从7062米到10909米,中国载人深潜团队历时8年打破万米深海的桎梏。年仅33岁的中国科学院理化技术研究所项目研究员严开祺作为“奋斗者”号全海深载人潜水器结构系统的副主任设计师,为“奋斗者”号总装集成提供核心技术支撑,为实现“奋斗者”号关键技术国产化目标作出突出贡献,他也因此荣获“中国青年五四奖章”。

探索

2017年,严开祺开启深海材料研究之旅。研究核心材料是一个延续性的过程,对于浮力材料的核心要件—空心玻璃微球来说更是如此。严开祺和团队始终致力于深入研究对国民经济有重大影响或者满足国家重大需求的微米级球形粉体新材料,并进一步拓展它的应用边界。目前,世界上生产空心玻璃微球材料的只有3家美国公司,国际上激烈的竞争环境、国家间高压的科技限制为严开祺和团队设置了重重阻碍,他们必须啃下这块硬骨头。

万米深潜对全人类来说都是一个巨大挑战,拥有自主可控的核心技术,才能提升基础材料的保障能力。大概有两三年,无论严开祺和团队如何调整配方和优化方案,都很难做出强度足够高的产品。从一天做一个实验,到后来从早到晚交叉做两个实验,这个过程重复了上千次。严开祺连做梦都在想,到底是哪里没有做到位,哪里设计得不合理。

针对关键工艺,严开祺和团队开始抠细节、试材料,反复分析、计算和设计,并对每一个参数进行调整、改造和升级,失败的废品堆得像小山一样高。终于在某一天,他们找到了关键的“爆点”,突破阶段性的瓶颈。

严开祺在实验室进行空心玻璃微球的光学显微测试

磨砺

完成实验室的样品设计只是万里长征第一步,对于严开祺和团队而言,最后的批量生产与应用是更加复杂的考验。

在这样一个可以载入史册的大项目背后,严开祺付出了太多努力。他们最早在通州租用农民院子作为实验基地。那里“冬冷夏热”,并不是一个规范的实验室,研发物资也十分紧缺。有时为了改造一些设备,工人师傅不得不去垃圾堆里捡东西,在买不到也来不及的情况下,只能把别人丢掉的钢管或其他支架捡回来焊接,自己进行改造。

万米载人潜水器的研发和应用有明确的时间节点,除了承担研发重任,严开祺还是各部门的沟通纽带。协调研究任务,明确任务进度,他在研发者和管理者两种角色中努力做好切换,从而确保任务顺利开展,按期交付。

绽放

2020年11月10日8时12分,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米。这不仅标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平,更证明了我国已在深海科技探索道路上实现真正“国产”。

当得知“奋斗者”号即将刷新世界下潜纪录时,周围的人已经准备好欢呼雀跃。作为结构系统方向的研究人员,比起下潜深度,严开祺更关心下潜过程和状态。直到“奋斗者”号成功到达水底,他心里的石头才落地。这是成千上万次实验才换来的成果,那份成果是真切且踏实的。

严开祺和团队主攻的空心玻璃微球技术不仅服务于国家战略,也面向市场需求,在隔热、隔音、耐高温、耐磨等领域,都有着广泛应用。下一步,严开祺和他的团队将致力于实现新材料的多功能化,一方面布局相关的基础研究,另一方面推动新技术的产业化。他们要用小小的空心玻璃微球,载起伟大的强国梦。

(来源:《旗帜》2021年第10期,作者系中国科学院大学记者团成员)

( 编辑:白 翔   送签:白 翔   签发:张桃英 )