小众学科大众科学

深蓝色的畅想

在运动的世界里，摩擦磨损无处不在，润滑至关重要。伽利略号木星探测器在太空天线无法展开、某型号卫星扫描机构无法正常运转；航空发动机主轴承异常磨损……都是润滑失效导致的。

润滑，是个小众学科，但它就像空气和水一样，是人类生存的必需品。

在我国大西北，有一支强大的润滑团队——中国科学院兰州化学物理研究所（以下简称兰州化物所）固体润滑国家重点实验室，扎根兰州数十载，在固体润滑学科奠基人陈绍澧、中国科学院院士党鸿辛、中国工程院院士薛群基、中国科学院院士刘维民及一批青年科学家等几代人的薪火相传之下，持续为我国润滑领域提供科技支撑。

在兰州，创建

固体润滑学科

1957年，苏联发射了人类第一颗人造卫星，太空时代到来。在太空中，真空蒸发会使流体和半流体的油脂瞬间失效。而当时的中国还没有固体润滑这一学科。

在“支援大西北”的号召下，1958年，中国科学院石油研究所润滑等3个研究室的“一百单八将”由大连西迁至兰州。其中，陈绍澧与一同来到兰州的党鸿辛等人一起，创建了中国的固体润滑学科，开始了固体润滑材料的基础和应用研究。

1965年，从山东大学毕业的薛群基来到兰州化物所攻读研究生，师从陈绍澧。他清楚记得，当时兰州火车站的站台是几根棍子支着油毛毡的棚子，兰州化物所门前的南昌路是一条尘土飞扬的土路。“虽然条件不好，但大家的学习和工作热情很高。”薛群基回忆，每天晚饭后都要到图书馆抢椅子，那里是最好的学习地点。

1967年，中国第一颗人造卫星“东方红一号”进入研发关键阶段。然而，卫星天线的导电润滑材料技术成为难题。为了解决100℃至-100℃条件下短波天线的导电润滑问题，党鸿辛带领团队成员到北京科学仪器厂边研究边改进。历经艰辛，团队成功研制出一种新型固体润滑膜，解决了卫星发射信号传递的关键问题。

1970年4月24日，“东方红一号”成功发射，《东方红》的旋律响彻宇宙。这是该团队听从祖国召唤、科技报国的一个历史性标志事件，迄今仍位列实验室“光荣榜”的最前端。

从黄海之滨来到黄河之畔，实验室面向国家“上天入海”的科研需求，成功研制了数十种性能各异的特种复合润滑材料、润滑脂、润滑涂层等，参与了包括“两弹一星”在内的一系列项目，为祖国多项重大工程的实施作出了重要贡献。

这只是起点。几十年来，实验室一直重视人才队伍建设，在时代发展的每个阶段都有旗帜式的科学家，带领这支队伍不断攻坚克难、再攀高峰。

在国内，收获多项科技成果

1987年，经中科院批准，兰州化物所“固体润滑开放研究实验室”成立，薛群基任实验室主任。刚筹建时，实验室只有12人、7间房、50台设备。发展到1999年，这支队伍被科技部批准建立“固体润滑国家重点实验室”。

尽管条件艰苦，实验室在促进空间润滑材料、超低温齿轮润滑材料、海洋环境用特种润滑与防污降噪涂层等方面做出了大量成果，为航天航空等领域的国家重点工程提供了数十种关键润滑材料或润滑技术，受到了党和国家领导人的表扬。

2000年，实验室接到了研制航空型号工程滑动轴承的任务，根据要求，轴承要能承受每平方厘米一吨以上的压力。难度之高、压力之大，让薛群基等人恨不得住在实验室。最后，经过团队的昼夜攻关，终于研发成功。2004年，这一成果获得了国家技术发明奖二等奖，也是润滑学科当时获得的国家最高等级科技奖励。

1990年博士毕业后，刘维民像老师薛群基一样留所工作，继续从事润滑研究。“立足于满足国家战略需求，国家需要什么，我们就做什么。”这是刘维民常对身边的科研人员说的一句话。

2003年的一件“大事”改变了时任固体润滑国家重点实验室主任刘维民的科研生涯。当时，我国唯一在役的风云气象卫星在超期服役状态下发生了机械故障，问题就出在空间润滑油上。此时的兰州化物所已经有十年不生产航天润滑油，大部分科研精力都投入在固体润滑中。刘维民立刻组织力量开展相关研究，团队成员经常通宵达旦奋战。需要5年才能完成的研发任务，他们仅仅用了不到两年就研发出了新型润滑剂，并使其抗磨损性能提高了至少5倍。

这次临危受命给刘维民带来很大触动：“我们的研究应以满足国家需求为出发点，以我们掌握的知识技能为基础解决问题。”截至2018年，团队陆续设计制备了氟氯硅油、氟硅碳氢油、聚烯烃取代环戊烷等国际上种类最为齐全的空间液体润滑油脂，建立了较为完整的润滑材料体系，支撑我国航天事业发展。

2017年，刘维民当选为党的十九大代表。在人民大会堂，当他在总书记的报告中听到天宫、蛟龙、大飞机等重大科技成果时，不禁心潮澎湃——这些重大工程中用上了其团队研发的六大类数十种润滑材料技术。

在世界，为创新贴上中国标签

在建设创新型国家这一新的历史时期，青年科学家加入了服务国家战略需求的科研主战场。

如今，刘维民的学生周峰接棒固体润滑国家重点实验室主任。他告诉《中国科学报》，自己在英国剑桥大学求学的3年中，时常与老师畅聊学习生活状况、实验室的科研工作，并探讨润滑学科如何发展。“这种关心和情感的沟通使得我虽然身在异国，但始终觉得未曾离开。”周峰说。

2008年，周峰回到实验室，组建自己的团队并开辟新的研究方向——以仿生为基本理念，发现并人工模拟自然界中的润滑组分结构，发明减阻材料。2015年，其主持完成的该方面成果获得国家自然科学奖二等奖。

“用创新方向，带动年轻人成长。”现在，周峰常帮助实验室的年轻人梳理研究方向。比如，副研究员蔡美荣设计的自约束凝胶润滑剂颠覆了几千年来的润滑使用形式，在国际上开创了新的研究领域。

2013年，王鹏从德国马普等离子体物理研究所博士后出站回到实验室。王鹏一度很迷茫，此时，导师刘维民提醒他关注极端环境如核环境下的润滑。

“接触之后我发现，核泄漏事件70%是由微动磨损造成的，润滑材料至关重要，而我国在这方面研究实力薄弱，产品依赖进口。我们实验室要有历史担当，发挥国家战略科技力量的作用。”王鹏说。

如今，王鹏和团队研发的固体润滑薄膜材料首次在托卡马克核聚变装置上成功应用，解决了远程遥操作机械臂关节轴承润滑的难题。

未来，他们还将为中国聚变工程实验堆提供整体润滑保障。

王鹏坦言，自己受老师影响很大，“老师在这里默默奉献了35年，言传身教地告诉我们什么是忠诚、什么是使命，我从没想过去别的地方”。

在刘维民看来，人才要放手去用。“1992年我还不到30岁，老师薛群基先生就敢让我做实验室副主任。我们实验室的传统是敢于用人，在实际工作中锻炼和培养人才。”

“这里像科研的世外桃源，包容、宽松、信任、支持，大家可以踏踏实实、心无旁骛地做自己喜欢的事情。”周峰认为，打造和谐奋进的科研文化是实验室几十年来薪火相传、不断发展壮大的重要因素。

这样一支能打敢拼的队伍，先后5次在科技部组织的国家重点实验室评估中获得“优秀”。

从基础研究到应用研究，除了高技术领域产品，亦有很多成果进入工业应用。例如，实验室经过十年磨一剑的努力，从配方到工艺全流程攻克润滑材料技术难题，今年3月获得国际标准认证，可以在国产大飞机上批量应用。

“固体润滑是多学科交叉的边缘学科，从事它的科技工作者内心要足够强大，有甘为人梯、默默奉献的精神，有坚守心中理想不放弃的恒心。”兰州化物所所长王齐华如是说。

刘维民则说：“我国高端润滑材料市场目前基本被发达国家垄断，我希望在2035年我国跻身创新型国家前列之前，能看到中国在润滑的众多领域超越西方发达国家，真正走到世界的前列。”