首页 学者频道 学术频道 创新频道

吴智深:源头创新让玄武岩“点石成金”

科界 04月24日

4d15c9.jpg

回首归国10多年来的发展,日本工程院外籍院士、东南大学教授吴智深的科研经历勾画了一幅“政产学研用”深度融合框架图:国家扶持(需求)是动力,源头创新是核心,产学平台是基础,市场需求是导向。

目前,吴智深作为领军人领导着我国玄武岩纤维产业的发展,由他带领团队研发的高性能玄武岩纤维已逐步进入产业化生产阶段。吴智深希望在三五年内,可以在土建交通、能源环境、汽车航空等领域广泛应用。

回归报效祖国,助推高技术纤维产业发展

面容白皙,身材高而清瘦,初见吴智深,他的学者气息就让人印象深刻。“虽然在海外求学工作多年,但我是地地道道的镇江人。”1961年出生的他,童年和少年时光大部分都是在丹徒县石马乡度过。

吴智深在石马中学成绩就是数一数二,高考前三个月,他来到当时教学质量较高的谏壁中学“游学”,结果第一次模拟考试就让吴智深傻了眼,他在模考中仅排在中下游。“很感谢当时的任课老师,他们都对我很有信心,经常鼓励我。”最终,他在1979年以谏壁中学第一名的成绩进入南京工学院(现东南大学)读书。

1986年从南京工学院硕士毕业后,吴智深留学日本、美国。1990年获得日本国立名古屋大学博士学位后在海外发展二十多年,他掌握了碳纤维、玄武岩纤维等高技术纤维复合材料、光纤传感监测、智能材料与结构等多项国际领先水平的核心技术,并于2002年起任日本国立茨城大学教授,成为该校历史上最年轻的教授。

国外优厚的工作环境、国际知名的学术地位没有让吴智深忘记报效祖国。早在20世纪90年代,他就积极与中科院、清华大学、东南大学及相关企业开展合作,把多项国外先进技术如碳纤维增强结构新技术引入国内。“基础性新材料对国民经济方方面面影响很大,这也是我国一直以来的薄弱之处。”这也成为他回归祖国的“动机”之一。

2009年,吴智深作为国家特聘专家回国服务。不过,面对回国后重点研发哪一类新材料,却有了犹豫。高技术纤维是我国新材料发展的“软肋”。

为了力争改变这一局面,吴智深选择了发展高性能玄武岩纤维事业,“玄武岩纤维,它的强度、刚度及耐腐蚀性能都超过玻璃纤维,达到或部分超过芳纶纤维,抗高温性能甚至可望超过碳纤维,生产能耗仅为碳纤维的1/16,价格相对低廉,更加绿色低碳。这是符合我国经济可持续发展的好项目啊。”他认为,利用我们具有一定竞争力的原创成果在源头上竞争,另辟蹊径抢占全球市场,必将有力助推我国高技术纤维产业的发展。

攻克技术难关,创新求精成就“点石成金”

将玄武岩矿石破碎均配后投放到特制的熔窑中,经过1500℃左右高温熔化后,通过精制的漏板以高速拉制成似金色的纤维。这就是玄武岩纤维形成的流程。看似简单,却处处藏玄机。

控制玄武岩矿石成分的稳定性是玄武岩纤维制造的国际性难题。如何控制天然矿石的组分波动,是玄武岩稳定化生产中解不开的“结”。由于长期困惑,人们逐渐产生了不乐观的想法,觉得生产稳定和高端化纤维的前途渺茫。

吴智深经过长时间的苦思冥想,终于悟出矿石的多元混料和均配理念,建立了生产稳定和高端化纤维的原料混均结合的性态设计方法,创造性地解决了高性能玄武岩纤维稳定高效生产的一大关键之“结”。

“近年来,我们的玄武岩纤维国家地方联合工程中心率先攻克1000吨以上玄武岩纤维池窑化生产技术以及高强高弹模、耐高温耐强碱等高端玄武岩纤维生产技术,率先在国际复材权威学术期刊上发表了世界上最高强度玄武岩纤维制作方法的研究成果。”他相信,今后几年,玄武岩纤维材料的产业进程将快速进入性能高端化、规模量产化阶段。

吴智深一直有着建设高技术纤维材料的强国梦。“期待国家对作为广泛应用的工业基础材料之一的碳纤维及玄武岩纤维等高技术纤维材料给予更高的重视,加快产业布局、产学研协同攻关、材料中试中心建设等方面的推进工作。”他说,同时,建议有关部门在工业强基技术领域,通过对科研经费资源进行合理优化的分散性配置,营造支持更广泛开展科技创新的良好氛围。

面向未来,创新人才及核心产业技术培养模式亟待改革

吴智深认为,创新驱动的动力和方法是“创新加求精”。关键或核心技术通过模仿改进和提升常常是得不到的,通常需要在科技源头上“创新”。另一方面,源头创新得到的成果还需要通过工匠精神的“精益求精”,才能最终实现真正的核心技术。“我经常与大家谈及‘1.5理论’体会,低于1.5就随时有可能被四舍五入到1(一般水平);而要做到1.5以上,才能确保超越一般水平,可能达到2的境地(超高水平)。” 吴智深说,面对多项技术难题亟需攻克,实验和调整反复进行,就是在这一次次的失败累积中,目标值越来越近,超越1.5才成定局。

为优化人才资源配置,促进学校土建交通,材料和环境及智能信息学科交叉、集成和融合,东南大学于2010年3月建立了学校第一个学术特区——城市工程科学技术研究院,吴智深出任院长,他引入国外前沿学术思想和管理体制,组建了一支由30多位教授、副教授等组成的科研创新团队。最近吴智深团队也在搭建“智慧基础设施新型研发机构”的政产学研用创新平台。

很多人认为,我国的人才培养体系已经到了必须系统化变革的时期,如何更好地培养人才呢?吴智深说,要解决经济社会中的实际问题,高校首先要培养发现问题和解决问题能力强、高悟性的智慧型人才。为此,高校需要对各类学科,特别是传统学科进行革新改造,变“窄和专”为“粗与宽”,变“知识型灌输”为“智慧化修炼”,使学生形成T型或球型知识能力体系。

吴智深呼吁,一流的产业技术应该有一流的产业培养机制。“我国乒乓球在国家队的培养上不一定比日本投入得多,但为什么是最强的?关键在于我们浓厚的乒乓球文化。”吴智深举例说,这与技术创新的道理是一样的,很多高新技术产业基础的形成有赖于创新氛围的滋养,“这样的创新才是可持续的,才能产生重大突破”。

来源:新华日报

创新 吴智深 玄武岩

推荐资讯