/ 國際摩擦學(xué)領(lǐng)域最高獎 /

2012年2月27日，北京英國駐華大使館內(nèi)高朋滿座，國家科學(xué)技術(shù)部、中國科學(xué)院、中國工程院、國家自然科學(xué)基金委員會和中國機(jī)械工程學(xué)會等部門有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和代表應(yīng)邀出席了一場隆重的頒獎慶典。英國駐華大使塞巴斯蒂安·伍德勛爵代表國際摩擦學(xué)理事會，將2011年度國際摩擦學(xué)領(lǐng)域最高獎“摩擦學(xué)金獎”授予了薛群基院士。

▲英國駐華大使為薛群基院士頒獎

“摩擦學(xué)金獎”創(chuàng)立于1972年，在國際摩擦學(xué)界具有最高的權(quán)威性和影響力，是摩擦學(xué)成就的國際最高獎勵，這是該獎項第一次授予中國科學(xué)家。

但讓人驚奇的是，多年行走在摩擦學(xué)之巔的薛群基院士，近年來卻在海洋防護(hù)材料及創(chuàng)新設(shè)計方面呼聲漸大。

英國機(jī)械工程協(xié)會在頒獎詞中提到：“薛群基院士是40年來世界摩擦學(xué)領(lǐng)域最杰出和最有影響力的科學(xué)家之一，其研究成果在摩擦化學(xué)的基礎(chǔ)研究和為中國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，特別是在降低成本、能源消耗、提高工業(yè)設(shè)備的可靠性尤其在空間領(lǐng)域應(yīng)用等方面作出了突出貢獻(xiàn)。”

從仰望星空到涉足深海，從潤滑材料到海洋防護(hù)材料，這個跨度不可謂不大。那么薛群基院士為何會做出如此選擇？

/ 做中國戰(zhàn)略潤滑力量 /

薛群基院士是我國材料化學(xué)和特種潤滑材料領(lǐng)域主要的學(xué)術(shù)帶頭人之一，多年從事特種潤滑材料及摩擦化學(xué)研究。在我國老一代潤滑材料科學(xué)家陳紹澧先生的指導(dǎo)下，從1965年讀研究生起開始了潤滑材料與摩擦學(xué)的研究生涯。

“假如沒有摩擦，我們在地板上就無法站立；但是如果摩擦太大我們將寸步難行，所以很難想象，一個沒有摩擦學(xué)研究、教育和應(yīng)用的世界會怎樣。”

作為一個普遍存在的自然現(xiàn)象，摩擦耗能、磨損會使材料失效，潤滑就成為降低摩擦、減少磨損的主要方法。薛群基前期所從事的相關(guān)研究正是在摩擦化學(xué)研究的基礎(chǔ)上合成出新型潤滑材料以降低摩擦、減小磨損，保障機(jī)械設(shè)備的安全運(yùn)行。

“有重要任務(wù)，速速回國。”1982年，作為我國第一批在美國學(xué)習(xí)的訪問學(xué)者，薛群基連續(xù)收到時任中科院蘭州化物所所長申松昌先生的3封電報。面對召喚，沒有猶豫，甚至沒有惋惜幾個月后就要拿到的博士學(xué)位，薛群基即刻啟程返回蘭州。

回國后，薛群基接受的第一個重要任務(wù)是中國科學(xué)院重點項目——新型潤滑油添加劑，項目經(jīng)費(fèi)50萬元。“當(dāng)時我國正處于部署制造業(yè)大國階段，要解決重載高速裝備在高溫高負(fù)荷下的潤滑難題。”薛群基說。

也就是這一年，在黨鴻辛先生（1997年當(dāng)選中國科學(xué)院院士）的支持下，薛群基和歐陽錦林、徐錦芬、張緒壽等專家一起，確立了潤滑學(xué)科以材料表面摩擦化學(xué)為基礎(chǔ)、以高技術(shù)應(yīng)用為出口的學(xué)科定位。

1985年，薛群基提出并編寫了中國科學(xué)院固體潤滑開放研究實驗室的申請書送往北京。1987年，經(jīng)中科院批準(zhǔn)，蘭州化物所“固體潤滑開放研究實驗室”成立，薛群基任實驗室主任，黨鴻辛任實驗室學(xué)術(shù)委員會主任，主要致力于研究和解決我國航天、航空等國家高技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵潤滑材料與技術(shù)問題。

用薛群基現(xiàn)在的話來說，在這個研究實驗室里，他耗費(fèi)了大半生的心血，培養(yǎng)了近百位青年才俊，也收獲了前半生幾乎所有的成功和喜悅。

世界各國為何如此重視摩擦學(xué)問題？薛群基院士給大家算了一筆賬：“材料損傷有三種形式，一是磨損，二是腐蝕，三是疲勞。從調(diào)查數(shù)據(jù)來看，磨損導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失占我國GDP的1.5%到3%，腐蝕占比更大，約占3%到5%。各國大體如此。”

據(jù)2008年中國工程院的調(diào)查報告顯示，當(dāng)年在8個工業(yè)領(lǐng)域由于摩擦磨損造成的損失占我國GDP（國內(nèi)生產(chǎn)總值）的1.5%左右，約9500億人民幣。如果有效應(yīng)用摩擦學(xué)研究成果，可節(jié)省其中的三分之一。

天冷時搓一搓雙手，摩擦產(chǎn)生的熱量可以緩解冬日的嚴(yán)寒。然而，摩擦并不都是那么美好。它帶來的能耗和磨損對于衛(wèi)星、飛機(jī)、鉆探設(shè)備來說可能是致命的。

我國地鐵每天以每小時100公里的速度飛馳在地下，乘客們也許不知道，列車軸承使用的潤滑脂大多是薛群基院士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊的研究成果。

風(fēng)云系列衛(wèi)星、遙感系列衛(wèi)星、神舟系列飛船、天宮系列飛行器、長征系列火箭，每一項航天工程的重大進(jìn)展都吸引著億萬國人的目光。電視機(jī)前的觀眾們也許不知道，每一項航天工程背后都有他們團(tuán)隊的付出。

怎樣能讓潤滑材料發(fā)揮更大功效，服務(wù)高精尖工程，是薛群基曾經(jīng)每天都在探究的問題，也是他從領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)立實驗室之初就設(shè)定的發(fā)展方向。

如今，我國的潤滑材料科學(xué)和技術(shù)大體上與國外先進(jìn)水平處于并跑態(tài)勢。薛群基院士終于可以自豪地表示，“當(dāng)前，我國已經(jīng)成為摩擦學(xué)研究與應(yīng)用的大國。”

而此時，另一個國家戰(zhàn)略計劃對這位擅于帶領(lǐng)突破的材料科學(xué)家早已期盼多時。

/ 為國家海洋戰(zhàn)略護(hù)航 /

近年來，隨著國際形勢的變化及海洋權(quán)益的激烈爭奪，海域的重要地位逐漸凸顯出來。我國從被動掌控近海領(lǐng)域到走向大洋，落實國家海洋戰(zhàn)略的任務(wù)日益迫切。

與1982年6月的電召回國類似，面對國家需求，薛群基再次義無反顧地做出了選擇。

“從空間應(yīng)用材料到海洋應(yīng)用材料，這是一個很大的跨度，一方面是國家需求，一方面我覺得這么多年國家對我的培養(yǎng)以及工作中的鍛煉，我應(yīng)該有責(zé)任也有能力去開拓一個新的研究領(lǐng)域。”

2009年起，薛群基院士加入中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所（以下簡稱“寧波材料所”），帶領(lǐng)團(tuán)隊在海洋材料、防腐耐磨及功能薄膜與涂層、防污減阻材料等方面開展科研工作。

腐蝕是新興海洋工程、海島工程等領(lǐng)域裝備、設(shè)施安全性和服役壽命的重要影響因素之一，尤其在熱帶海洋環(huán)境中的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和開發(fā)，面臨著嚴(yán)峻的腐蝕危機(jī)，使我國重大工程和裝備的可持續(xù)發(fā)展受到極大的影響。

“尤其是在南海區(qū)域高溫高熱、高鹽分、高濕度，對海域工程設(shè)備腐蝕非常明顯，一般的不做腐蝕防護(hù)的鋼材，在南海島礁大概只有六七個月的壽命。”薛群基早早做了精確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

據(jù)侯寶榮院士領(lǐng)導(dǎo)的調(diào)查，僅2014年我國腐蝕總成本就超過2.1萬億人民幣，約占當(dāng)年GDP的3.34%。

2018年國慶首日，“世界最高輸電鐵塔”在浙江舟山順利結(jié)頂，該型鐵塔坐落在舟山金塘島和冊子島，全高380米，跨越距離2656米，創(chuàng)下輸電鐵塔高度、總重、塔頭尺寸等一系列世界紀(jì)錄。

海風(fēng)吹拂下，這座比法國艾菲爾鐵塔還高出50米的世界最高輸電塔。乍一看，除了“身”高之外，這座塔并沒有什么特別之處。其玄機(jī)正在于塔身紅白相間的涂料上，這并非普通涂層，而是由中科院寧波材料研究所海洋實驗室團(tuán)隊研制生產(chǎn)的石墨烯改性重防腐涂料，比傳統(tǒng)鍍鋅涂層防護(hù)壽命可以提高3倍。

薛群基院士表示，石墨烯的二維六方結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)越的物理阻隔性，甚至連惰性氣體氦原子也無法穿過，因而穿上石墨烯“防腐外衣”的“世界最高輸電鐵塔”，其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)耐鹽霧壽命將超過6000小時。目前該成果已通過中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會鑒定，處于國際領(lǐng)先水平。

此外，涉足海域多年的薛群基院士近年來對海洋污染問題高度重視，他多次為此奔走疾呼：現(xiàn)在海洋污染最大的問題，一個是漏油，還有一個就是塑料垃圾，我們應(yīng)該從防護(hù)污染及解決污染兩個層面研發(fā)新型材料和技術(shù)，緩解海洋污染問題。

從“摩擦學(xué)金獎”到海洋“防護(hù)外衣”，薛群基院士團(tuán)隊好像總是行走在材料科學(xué)的最前沿。但在他看來，團(tuán)隊扎實的基礎(chǔ)研究以及與產(chǎn)業(yè)緊密合作才是最讓他欣慰的事情。

/核心技術(shù)源于材料基礎(chǔ)研究和創(chuàng)新設(shè)計/

薛群基院士提的最多的就是：“基礎(chǔ)研究和學(xué)科建設(shè)是支撐科學(xué)技術(shù)發(fā)展的原動力，原創(chuàng)的工作必須從基礎(chǔ)開始，不要只看論文的多少，加減影響因子，重要的是形成創(chuàng)新的科學(xué)思想和領(lǐng)先的前沿技術(shù)。”

無論是在古稀之年果敢地開拓全新的研究領(lǐng)域，還是數(shù)十年如一日在既定研究方向中沉默地做科研，薛群基院士一直密切關(guān)注國家需求，也與時俱進(jìn)不斷進(jìn)行自我革新。

“料要成材，材要成器，器要好用。”薛群基院士很認(rèn)同路甬祥院士的上述論述。先進(jìn)制造的基礎(chǔ)就是材料，先進(jìn)制造創(chuàng)新，除了結(jié)構(gòu)、性能之外，它的基礎(chǔ)材料也要進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計。

薛群基院士表示，美國在奧巴馬執(zhí)政時期啟動的“材料基因組計劃”，就是通過計算、設(shè)計出新材料結(jié)構(gòu)，合成新材料，測試形成數(shù)據(jù)庫，通量的計算、合成、測試數(shù)據(jù)以支持又快又省地制備出來新的材料。如今，中國的材料基因計劃研究也在日夜兼程。

談及對中國材料行業(yè)發(fā)展的看法，薛群基院士提出了多項建議：

其一，我國應(yīng)全面重視材料的研究與應(yīng)用，近來的貿(mào)易戰(zhàn)顯而易見就是有些國家不希望我們發(fā)展成一流強(qiáng)國。這在短期內(nèi)會給我國造成一定困擾，當(dāng)然，中國人不是嚇唬大的。反過來，困難會變成我們的創(chuàng)新熱情和動力、我們必將在各領(lǐng)域形成自己的核心技術(shù)和優(yōu)勢，包括材料科學(xué)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用創(chuàng)新。

其二，對科研來說，國家加大投入是一方面，更重要的是要定位和方向。目前，在重點材料研究方面的投入強(qiáng)度不足。所以這一塊希望不斷聚焦和強(qiáng)化。

另一方面，對研究人員來說，要關(guān)注基礎(chǔ)研究，創(chuàng)新在這里啟程。更要符合國家重大需求。像能源材料、電子信息材料、高性能金屬材料、高分子和復(fù)合材料、還有航空航天材料、海洋材料、生物醫(yī)藥材料，這都是我們國家需要大力發(fā)展的方向。

其三，科技創(chuàng)新現(xiàn)在恰逢其時。核心技術(shù)都是源于原創(chuàng)性的科學(xué)思想和行為，創(chuàng)新的主體是在企業(yè)，但源頭應(yīng)該說還是在大學(xué)和院所。但是光有想法、光有基礎(chǔ)、光有源頭，沒有后邊的實施和主體，肯定還是不行。因此，基礎(chǔ)、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)該緊密結(jié)合，形成全鏈條。

其四，科研工作者可能有人偏重基礎(chǔ)，有人偏重應(yīng)用，但是偏應(yīng)用的人也要注意基礎(chǔ)，做一些前瞻性的工作，這樣在部署或者爭取應(yīng)用項目時才更有基礎(chǔ)和底氣；而對于從事科學(xué)研究青年人，則要敢于設(shè)計或者創(chuàng)造前人沒有的新結(jié)構(gòu)，要合成出別人沒合成過的新材料，要敢于把合成的新材料在別人沒有應(yīng)用的領(lǐng)域用上，所以新材料的設(shè)計、合成和應(yīng)用還是非常要緊。

在談及空間領(lǐng)域的潤滑材料及航行體減阻降噪材料的突出貢獻(xiàn)時，薛群基院士言簡意賅。他表示，“我的工作其實就兩件事，一是基礎(chǔ)的摩擦化學(xué)，也就是材料表面和界面化學(xué)研究，二是中國潤滑和防護(hù)材料在航天航空海洋等領(lǐng)域中的應(yīng)用，帶領(lǐng)團(tuán)隊建成國家在潤滑、防護(hù)領(lǐng)域的戰(zhàn)略力量；下一個目標(biāo)是海洋材料學(xué)科的建立。這是一個有責(zé)任有能力的中國科技人員應(yīng)該做得到的。”

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責(zé)任編輯：韓鑫

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