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瞿金平院士:我是永不满足的,在科研上很贪心

来源:南方都市报  作者:贺蓓  2018-04-18 09:08:02


简介

瞿金平 男,1957年6月出生,湖北黄梅县人。1982年获华南工学院(现华南理工大学)工学学士学位,1987年获华南理工大学工学硕士学位,1999年获四川大学工学博士学位。国家杰出青年科学基金获得者,“长江学者奖励计划”首批特聘教授。2011年当选为中国工程院院士。2017年度广东省科学技术突出贡献奖获得者。在高分子材料加工成型及机械领域的第一线从事教学与科学研究30多年,取得了多项世界首创的科技成果。

对话

“年轻人搞科研要跳出框框”

南都:对年轻科研工作者有没有建议?

瞿金平:认定的事一定要坚持做下去,不要三心二意,不要被困难吓倒。尤其做工程技术方面的科研,万万不要被国外技术框住。我们的基础工业与国外比有差距,但不能等着基础工业、基础材料、基础元器件、工艺技术都持平了才去创新,创新不能等。大路朝天,各走一边。年轻人一定要跳出框框。

南都:你小时候的梦想就是当科学家,现在已经实现了。

瞿金平:我是永不满足的,科研上很贪心,从来都是检讨自己。时不我待只争朝夕,多为国家、为华工、为团队做事情。我没觉得我很成功。永远没有成功,永远在路上,永远是似乎成功,天天脑袋停不下来。

南都:小时候你动手能力就特别强,你对培养孩子的创新能力有什么建议?

瞿金平:小孩一定要解放天性。现在小孩负担太重,把天性都束缚了,父母切忌太过于爱子心切,还是要理性选择,给他们空间发挥天性,慢慢来,学习是一辈子都学不完的。

南都:搞科研很辛苦,会不会觉得累?

瞿金平:是很辛苦,但我抗压能力特别好。从来不失眠,而且很会见缝插针休息。外出坐车不和我说话,下一秒就睡着了,迅速恢复了,我有快充功能(笑)。天不怕地不怕,天塌下来当被盖,况且塌不下来。胆子要大,但不能乱胆大,要心细,科学思想是前提。做科研是一个兴趣,做什么事都能找到成就感。

南都:你看起来就是充满正能量的人。

瞿金平:这个是。研究生一来见面,我就和他们说,要多看正面,少看负面,对人也要多看正面看长处。

南都:生活中你有什么特别爱好或放松方式?

瞿金平:平时大部分时间都在工作,称得上休闲放松的就是晚上看看电视,这样可以陪陪家人。家人休息后再回到办公室工作,效率还挺高(笑)。我喜欢看一些恢弘大气的经典历史正剧。

与一般人印象中不善言辞的理工院士不同,中国工程院院士瞿金平话匣一打开,滔滔不绝。他健谈,幽默,浑身的正能量。

科研对于他来说,既是爱好也是特长。记者问,搞科研累不累?“只要让我干活我就不累!逛街就太累啦!”说完,他仰头笑出声来。

瞿金平在高分子材料加工成型及机械领域一线,从事教学与科学研究30多年,多项科技成果为世界首创。近日,他荣获2017年度广东省科学技术突出贡献奖。这是广东科技最高奖项。

“我只是似乎成功。”在他看来,创新永远是科研的立地之本,没有中间状态,做科研是二进制,要么创新,要么落后。他自称对科研很贪心,永不满足,天不怕地不怕。“藐视一切困难,办法总比困难多”常被他挂嘴边。

瞿金平打小爱琢磨爱探索。他是恢复高考后的首届华南理工大学学生(77级),上大学前,他就已是老家湖北小有名气的科学小能人。

名声在外的科学小能人

瞿金平的办公室摆着五六盆绿植,每盆绿植旁都置一小桶,填装了毛细管吸水带的水管连接到土里。因经常出差,他亲手设计了这个自动浇花装置。助理说他关注生活,思维活跃,平时只要一有想法,就会立马在电脑上用三维画图软件把构思设计成原理图。

瞿金平将原来传统的滴灌带改造成毛细供水方式,即植物要多少水给多少,不多给不浪费,土壤永远保持适当湿度。这一技术若应用于大田作物覆盖种植的节水灌溉,据称亦是全新突破。

但这对61岁的瞿金平来说实在“小菜一碟”。时间回转50年,少年时,他已显露出众的动手和科学探索能力。

1957年6月,瞿金平出生在湖北省黄梅县芭茅山村一个木匠家庭。奶奶教的朴素道理根深蒂固——— 要跳出农门,只有读书。

他对数理化兴趣浓厚,中学时《农业基础知识》与《工业基础知识》这些最宝贝的书都翻烂了。他总想把书本的知识应用于实际。

黄梅县历来被认为不适合西红柿种植。他不信,按着书本指南种植,种出的西红柿又大又甜。

白木耳也培育过。砍下老树根再打孔,置白木耳菌种,架在空房子里,调试温度湿度,他的白木耳长得很好。

在校办工厂他还制造土肥皂。将屠宰猪的下脚料熬出油脂,混合棉籽油,加入烧碱加工做成肥皂,送给乡里邻居,“味道特别浓”。他的土肥皂比当时某种果子洗涤效果好用,在公社成为抢手品。

中学时学校晚自习点的是气灯,是一种需要通过打气,把煤油汽化而燃烧的灯,每晚需轮流值班打气点灯。瞿金平想,能不能自己发电?说干就干。他带领的机电科研组同学们找来旧电动机,在旧货市场寻找电容器,把电动机改造成发电机,创办了学校小型火力发电站,几个课室宿舍都点亮了,发电到24点,从此再不用每天去打气点灯。

因各种发明创造,“小不点”瞿金平在当地声名鹊起。

1973年12月,仅16岁的瞿金平被抽调负责大队筹建小型火力发电站。购买电线电杆电动机电容器等经费共1万元,这在上世纪70年代初的农村,简直是一笔巨款。两个月后,16岁的瞿金平结束了芭茅山乡点油灯的历史,家家户户用上了电灯。

“任何事,我喜欢动脑筋琢磨一下”。爱琢磨的瞿金平搞了不少小科研,当时大队的电话和有线广播是同一条线路引入,需要人工准时手动切换,如果广播开始了,开关还打在“电话”头,不但会错过广播,还容易烧坏电话;广播完忘了切换,电话会不通。他想实现广播线和电话线自动切换,就去县城买来《农村电工手册》,用整流滤波来控制继电器,几经试验,成功研制出广播电话线路自动切换器,每天早晨每家每户就能准时听到第一支歌《社会主义好》。“挺骄傲的”,他说。

“文革”期间,他还跟木匠父亲“瞿博士”学过手艺。当地木匠出师的测试是制一挑水水桶,不漏水即出师。别人一般学三年,瞿金平3个月制打了一把,一次性试水成功,出师了。

知识青年下乡修“八一”大堤时,因为懂得“火焰温度最高的是起焰那一部分”的原理,瞿金平很快成为田埂挖灶一把好手,周围生产队都纷纷请他挖灶。

回忆起少年故事,瞿金平神采飞扬,手舞足蹈。瞿金平读小学三年级时,“文革”开始了。他最庆幸的,还是自己遇到了一些有学问的好老师,他们大多在“文革”中因各种问题回到原籍,其中不乏名牌大学毕业的老师。

“所以不能简单说‘文革’耽误了我。”爱开玩笑的瞿金平说,在当时艰苦环境下,他个人得到锻炼机会,有了舞台去表演,“山中无老虎,猴子称霸王”。他说,那时生活虽苦,肚子不饱,穿得不暖,但过得愉快,斗志很足。

当时教他物理的潘老师亲手设计出一台新型柴油机,零件非常多,设计完整漂亮,让瞿金平觉得“太伟大了”。于是,他也想成为一名科学家,至少是科学工作者,“我可以做点更大的事情,总有一天有机会走出去。”

阴差阳错闯入机械领域

机会真的来了。

1977年12月,高考恢复。瞿金平喜出望外。是年初,他被调到大队小学当民办教师,得以有机会系统复习中学课程。

对“电”有着特殊感情的瞿金平,高考后却被阴差阳错录取到华南工学院化工机械系。不过他一点失望也没有———只要被录取,不管去什么地方、什么学校、什么专业,都是高高兴兴地去。

1978年3月1日,瞿金平跟老爹和乡亲们挥泪告别。一床铺盖卷,一条扁担挑着新做的樟树箱,来到华工。从此40年,再没离开过。

“太多东西可以学了”。4年本科期间,除了学好塑料机械及加工专业的所有课程外,瞿金平还选读了颇感兴趣的自动控制、电子技术等课程。当时他是系里成绩最好的学生之一,每科成绩都是90多、100分,“读书很潇洒,那点作业(不在话下)。”他还和同学到处找电影看,看完电影回来学习效率更高。

他的本科毕业论文《关于销钉螺杆理论与实验研究》受到了同行专家的高度评价,详细摘要被推荐到欧洲塑料工程学会发表。这是华南工学院塑料机械及加工专业在国际上发表的第一篇学术论文。

毕业后留校任教。1984年瞿金平开始读研,期间他的科研探索,逐渐迈上正轨。有意思的是,那时录音机正流行,整个84级几乎人手一部四个喇叭的录音机,坏了都是瞿金平修,修了五六十部。

在他看来,搞科研就如同登山。“我不喜欢走前人走过的路,宁愿探索新的途径”,1983年,瞿金平开始琢磨一个挑战性课题。

我们日常生活中常见的塑料制品,初始状态大多是颗粒或粉末状的原料。挤出成型是传统塑料加工的主要方法之一。在传统塑料挤出成型设备中,物料的压实、熔融和输运主要通过螺杆部件完成,其设计依据是沿用百年的聚合物稳态塑化挤出理论。但当时根据这种理论设计制造的螺杆式塑料机械,存在能耗大、体积重量大、结构复杂、制造成本高、噪音大等问题。能否跳出传统的思维模式,建立一种全新理论,从根本上克服传统塑料成型加工过程及机械中存在的缺陷?

根据多年对塑料螺杆挤出机及其控制系统的研究,瞿金平发现,聚合物在动态挤出时有稳态挤出时所没有的现象和特征。依此,顺藤摸瓜,反复实验论证,他提出“电磁动态塑化挤出方法及设备”研究课题,要在聚合物加工中的物料固体输送、熔融、混炼和定量挤出各个过程都引入振动力场。

科研起家于3万元和厕所

这是原理上的创新与颠覆。

将振动力场引入聚合物成型加工的全过程,无疑是打破了稳态的成型加工过程。有人认为这个课题与传统的稳态塑化加工成型思想相矛盾。凭着咬定青山不放松的劲头,瞿金平开始了他的探索。

确定课题后,首先进行计算机模拟,这花了瞿金平整整一年时间。他几乎天天对着计算机,推敲验证每个式子,每个数据。1988年,新构想在计算机仿真模拟成功,建立了将机械、电子、电磁技术融合的“机电磁一体化聚合物动态成型工程原理”的全部构想。

仿真模拟成功后,要研制样机。挑战才真正开始。回忆至此,瞿金平常笑着归纳,“我的研究之路,开始于3万元,起家于厕所。”

彼时瞿金平还面临抉择分岔口:去国外深造或在国内研究课题。国内一些学术权威认为该理论不可思议,没有任何实用价值。

瞿金平不信。他揣着课题和国外博士生录取通知书,闯进时任华工校长刘振群家中,把两份东西摊开:“要是在国内能让我研究我的课题,我一定不出国。”校长笑了,问:“需要多少经费?”“3万元。”

瞿金平拿到了“借来”的3万元,单枪匹马开始原理样机的研制。1989年9月,样机运转5分钟,挤出了短短一根塑料条。这证明,电磁动态挤出理论可行。瞿金平激动万分。他兴奋得在书房来回踱步,拿起铅笔在表格的上角写下:“这将使传统塑料成型设备更新换代。”

1990年10月,第一台塑料电磁动态塑化挤出原理样机研制成功。新设备与传统挤出机相比,能耗降低了20%,体积重量减少了50%,噪音小,成型产品质量高。

紧接着,学校成立了以瞿金平为主任的机电磁一体化塑料机械研究室。他不再是单枪匹马,研究室共四人。没有实验室,学校把原来实验楼里一间厕所改造为实验室,他们开始开发中试样机和产品样机。

“当时开玩笑,实验室很‘肥’。”华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心副主任何和智教授从1994年就跟随瞿金平。他眼里,瞿院士很聪明也很勤奋,经常半夜两三点还在学习工作,创新性很强,知识面非常广,什么问题都难不倒他。

搞机械加工,下工厂是常事,瞿金平从来都和工人打成一片。“工人以为学校老师光说不练,我可不是。”有些技术活,只要瞿金平到场,就能迅速解决。何和智说,有次下工厂,机器出现故障,工厂师傅调试5天都出不来。瞿金平一到,从温度、压力、转速等方面综合协调,立马妥了,师傅不得不服。从车工到安装装配,“他什么都能搞定”,何和智说。

从原理样机到产品样机,当时实验室攻坚近三年。1993年11月,塑料电磁动态塑化挤出设备产品样机通过有两位中科院院士参加的技术鉴定。该样机被认为是一项国内外新发明,是塑料加工工业中挤出成型方法与设备的一项重大突破。新发明在1991年全国火炬新技术及产品展览会上获得金奖,被评为国家级产品。1995年12月,同样根据聚合物电磁动态成型原理研制,同属世界首创的电磁动态塑料混炼设备和注塑成型设备样机通过技术鉴定。国际著名塑料机械专家、德国亚琛工业大学、亚琛塑料工业研究所前所长门格斯教授称赞,“这是一项真正的科技发明。”

由于这项国内外领先的原创技术,1995年,瞿金平获得被誉为“世界制造业诺贝尔奖”的蒋氏科技进步奖,还被评为广东省优秀中青年专家。1996年获第三届中国青年科学家奖。1997年,技术成果获国家技术发明奖二等奖和中国专利金奖。

1998年至2007年,瞿金平任华南理工大学副校长10年,赢得普遍赞誉。但为了腾出更多时间用于科研,他一年到头包括节假日在内的几乎所有休息时间都泡在实验室做研究。2007年12月,他主动卸任副校长职务,全身心投入科研再出发。

在塑料动态剪切加工成型技术和设备的研究过程中,瞿金平发现,外加振动力场可增加对物料的拉伸流变作用,于是又大胆提出了从强化拉伸流变作用到实现拉伸流变为主导的技术思想。

2008年,他和团队研制成功了国内外第一台无螺杆的体积拉伸流变挤出设备原理样机。经鉴定,该成果是国内外高分子材料成型加工领域的重大创新,技术处于国际领先水平。

2011年瞿金平当选中国工程院院士,拿下国内学术界最高“认证”。

随着基于拉伸流变的高分子材料塑化输运技术的深入研究及应用,瞿金平获得2014年度中国专利金奖、2015年度国家技术发明奖二等奖。

“加工机械即一种工具。一个工具的改变,将可能改变整个产业链的格局,这在国内外都是首创。”瞿金平对南都记者说,原来的传统塑料加工方式有一个工艺窗口,窗口之外的加工都做不了。而“基于拉伸流变”颠覆了传统“基于剪切流变”原理,打破了之前工艺窗口的限制,使过去加工不好、加工不了的材料都能加工了。

原理的改变,对应的技术装备、理论、测量表征手段等都将随之改变。

“传统螺杆加工技术的发展是历史必然,但传统技术做不到的事情,我们来做”。这一技术的出现,于上游,将促进一大批应用于军工、国防等领域新型高分子材料的诞生。对下游,将推动航天航空、电子信息、新能源等领域相关产业转型升级。

“先立地后顶天”,是瞿金平的科研思路。产品样机研制后,迅速应用于生产实践,形成一系列高分子产品先进制造成套技术装备,再完成“动态剪切”、“拉伸形变”等理论凝练与总结。

由此,瞿金平在被国外技术垄断较强的高分子材料加工成型及机械领域,硬是闯出了一条路。

“我只是似乎成功”

今年4月初,瞿金平获得2017年度广东省科学技术突出贡献奖。获奖词中介绍,瞿金平从事高分子材料加工成型及机械领域教学与科学研究30多年,取得了多项世界首创的科技成果。同时带领团队打破我国高分子材料加工成型技术来源长期依靠模仿和引进的局面,促进了广东省乃至我国相关产业的技术转型升级。

不过,瞿金平从不觉得自己成功了。“我只是似乎成功。荣誉是身外之物,所有的荣誉都是过眼烟云,你付出了劳动和努力,对社会做出来一定贡献,社会会给你应有的认同。”瞿金平说不能拿了荣誉就不动弹,每个荣誉都是新起点,“时不我待,只争朝夕”。

“我是个永不满足的人(在科研上)”。在瞿金平看来,科研无止境。我国高分子产品产量世界第一,但高分子材料产业的技术水平与先进国家相比还存在很大差距,尤其缺少自主研发的高端制造装备。他认为,创新永远是做科学研究的立地之本,没有中间状态,科研是二进制,要么创新,要么落后。

瞿金平的学生冯彦洪教授说,瞿金平说得最多的一句话是,请藐视所有困难,去直面它,办法总比问题多。对待科研,瞿金平精益求精,追求完美,“论文或材料一字一句一个标点符号都要对准。”

接下来,瞿金平将带领团队继续在高分子材料加工成型机机械领域深化研究。“一直坚持做下去,一定有所作为。自己突破自己,不排除未来几年我们还有进一步的突破。”他信心满满。

与一般人印象中的理工科专家的寡言不同,瞿金平幽默风趣。每年大年初一到实验室,他还会专门给值班的保安和保洁员同事派利市。

科研对于他来说,既是爱好也是特长“只要爱这一行,干再多事情心情都是愉快的。”瞿金平说。

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