①嚴(yán)東升（右）、黨鴻辛（左）和薛群基（中）三位院士分別任實驗室名譽主任及學(xué)術(shù)委員會主任

②劉維民院士（第一排左一）與團隊成員進行潤滑材料研究

③周峰主任（中）在實驗室里

④固體潤滑與液體潤滑

⑤固體潤滑國家重點實驗室研發(fā)的各種材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用

⑥“神舟七號”飛船固體潤滑材料空間暴露實驗

“空間潤滑材料與技術(shù)”團隊獲得國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金支持

實驗室人員合影

■本報見習(xí)記者 高雅麗

鉆木取火、機械運轉(zhuǎn)、搬運工具……生活中摩擦無處不在，人類早已習(xí)慣利用或克服摩擦來解決生活或生產(chǎn)實踐中的問題。實際上，全世界每年約30%的一次能源因為摩擦被消耗，約60%的機器零部件因為磨損而失效，約50%的機械裝備惡性事故起源于潤滑失效和過度磨損。

對抗摩擦，潤滑是極其重要的一環(huán)。

在中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所（以下簡稱蘭州化物所），就有這樣一支專注潤滑的科研團隊——從“東方紅一號”衛(wèi)星到“風(fēng)云”系列衛(wèi)星，從“神舟”飛船到“天宮”系列飛行器，60余年來，蘭州化物所潤滑實驗室及之后的固體潤滑國家重點實驗室（以下簡稱潤滑實驗室）四代科研人在這里默默堅守、薪火相傳，開創(chuàng)和發(fā)展了中國的固體潤滑事業(yè)。

填空白 建立固體潤滑學(xué)科

1958年，在“支援大西北”的號召下，105位中國科學(xué)院石油研究所的科研人員從大連來到蘭州，支持我國西部石油工業(yè)的發(fā)展。

就在他們西遷的前一年，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星，而當(dāng)時中國的航空航天事業(yè)還處于空白狀態(tài)。中國自行研制的潤滑脂如同自行車用的黃油一樣簡單，真空環(huán)境會讓流體和半流體的油脂瞬間失效。

為了滿足“兩彈一星”對特殊潤滑的需求，一到蘭州，我國固體潤滑學(xué)科奠基者陳紹澧、黨鴻辛等人就全身心撲在科研工作上，率先在蘭州化物所組織固體潤滑材料的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。

1967年，中國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”的研發(fā)進入關(guān)鍵階段，科研人員遇到了100攝氏度至零下100攝氏度真空下超短波天線的導(dǎo)電潤滑難題。

為了解決這個問題，黨鴻辛帶領(lǐng)團隊到北京科學(xué)儀器廠邊研究邊改進，歷經(jīng)艱辛，終于成功研制出一種新型固體潤滑膜。1970年4月24日，中國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”成功發(fā)射，《東方紅》的旋律響徹太空。

在前期工作的積淀下，1987年8月13日，在薛群基院士的推動下，中科院批準(zhǔn)成立 “固體潤滑開放研究實驗室”。當(dāng)時，整個實驗室只有12個人、7間房子和50臺大小設(shè)備。雖然條件艱苦，但那一天對實驗室的發(fā)展而言卻是一個極其重要的節(jié)點。“固體潤滑開放研究實驗室成立后，不僅實驗條件有所改善，還能承擔(dān)更多的國家項目，在科研產(chǎn)出、人才聚集、學(xué)科建設(shè)等方面對研究所起到了很重要的作用。”蘭州化物所所長、黨委書記王齊華介紹說。

1999年，科技部批準(zhǔn)成立“固體潤滑國家重點實驗室”。中國科學(xué)院院士、時任實驗室副主任劉維民回憶，“晉升為國字號后，實驗室購買了注塑機和Langmuir-Blodgett膜儀等儀器設(shè)備，并對實驗室進行了裝修整理。我們更為重視學(xué)科建設(shè)，增設(shè)了物理化學(xué)、材料學(xué)博士點。同時也更加關(guān)注隊伍建設(shè)，強調(diào)以高水平的研究工作吸引人才，以寬松的學(xué)術(shù)氛圍、和諧的工作環(huán)境穩(wěn)定人才，以高度的責(zé)任感激勵人才。”

一路走來，潤滑實驗室的設(shè)備總值已從當(dāng)年的一兩千萬元增加到4億多元，人才隊伍從30人擴大到100人，更是開拓了摩擦化學(xué)、納米潤滑、離子液體潤滑、工程材料表面潤濕及摩擦調(diào)控、超分子凝膠潤滑等國際摩擦學(xué)研究的新領(lǐng)域。

拓方向 立足國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場

在潤滑實驗室發(fā)展歷程中，從黨鴻辛到薛群基、再到劉維民，科研人員始終堅守固體潤滑事業(yè)，無論是困難時期還是建設(shè)歲月，他們始終奮斗在科研一線，為實驗室描繪出承前啟后的嶄新畫卷。

進入新世紀(jì)，潤滑實驗室在發(fā)展方向上做出調(diào)整——服務(wù)國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場，正如劉維民常掛嘴邊的一句話，“國家需要什么，我們就做什么”。

2008年9月27日，“神舟七號”航天員翟志剛首次太空出艙、展開國旗之后，他還從飛船外收回一個“小方盒”——這是潤滑實驗室設(shè)計的外太空潤滑材料暴露試驗。它從2000多個參選項目中脫穎而出，成為唯一被選中的科學(xué)試驗項目。

劉維民團隊參與了這個空間潤滑項目。“這個工作鍛煉了我們團隊在空間潤滑領(lǐng)域的能力，同時也提升了潤滑材料在國家層面的影響力，為國家深空探測中的關(guān)鍵系統(tǒng)及運動部件奠定了潤滑材料基礎(chǔ)。”劉維民回憶說。

潤滑實驗室主任周峰表示，在不同發(fā)展階段，潤滑實驗室始終服務(wù)于航空航天、風(fēng)力發(fā)電、鋼鐵冶金等不同應(yīng)用行業(yè)，“在國家需要的時候一定要拿出解決方案”。

2011年，潤滑實驗室部署進入高端裝備潤滑領(lǐng)域，進一步生產(chǎn)滿足國家需求的產(chǎn)品，完善產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化鏈條。同時，實驗室和企業(yè)聯(lián)合成立研發(fā)中心，在具有重要應(yīng)用價值的高性能固體潤滑材料、高端潤滑油及潤滑脂方向與相關(guān)企業(yè)持續(xù)開展合作研究。

王齊華認(rèn)為，固體潤滑不是純理論的學(xué)科，而是面向應(yīng)用的基礎(chǔ)學(xué)科，應(yīng)該把科研成果轉(zhuǎn)化為技術(shù)、產(chǎn)品或者商品。

因此，在“國家需要什么，我們就做什么”的引導(dǎo)下，潤滑實驗室研制了先進的潤滑油脂，打破了國外公司的長期壟斷；與中科潤美科技公司合作，經(jīng)過3年的不懈努力，研發(fā)了可應(yīng)用于180攝氏度至260攝氏度高溫工況的鏈條傳動系統(tǒng)潤滑油，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了進口替代。

此外，潤滑實驗室與鞍山海華油脂公司、中國石油潤滑油研發(fā)中心合作，在鞍山鋼鐵集團的支持下成功研發(fā)出長期被國外產(chǎn)品壟斷的高承載齒輪潤滑油，并在鞍山鋼鐵、金川鎳業(yè)等大型企業(yè)成功應(yīng)用。

從航空航天到深海遠(yuǎn)洋，從裝備制造到民用科技，潤滑實驗室以滿足國家需要為己任，開創(chuàng)了上天入海、服務(wù)社會的新征程。

謀發(fā)展 壯大青年科研力量

地處蘭州，潤滑實驗室在發(fā)展過程中不可避免地遇到了瓶頸問題：科研人才的“流”與“留”。與東部發(fā)達地區(qū)相比，西部存在生活環(huán)境、人員待遇等方面的差距。在接棒潤滑實驗室主任后，周峰一直在思考如何更好地吸引人才、穩(wěn)定人才。

為了鼓勵青年科研人員，周峰提出了“基礎(chǔ)研究需要建立標(biāo)簽式研究領(lǐng)域”的想法，即基礎(chǔ)研究要有創(chuàng)新性和創(chuàng)造性，不能做跟蹤模仿的研究。“潤滑實驗室重視優(yōu)化人才培養(yǎng)和團隊建設(shè)小環(huán)境，為人才成長和團隊建設(shè)提供有利條件，希望每個實驗室的工作人員都有自己專屬的標(biāo)簽研究領(lǐng)域。”周峰解釋說。

副研究員蔡美榮從事自約束超分子凝膠潤滑劑研究，正是在周峰的鼓勵下，她拓展了潤滑油脂的新領(lǐng)域，為自己貼上了“標(biāo)簽”。在此次抗擊新冠肺炎疫情時，蔡美榮所在課題組的研究成果派上了用場。“醫(yī)護人員戴口罩時眼鏡會起霧，我們課題組研發(fā)了防霧涂層，為甘肅及其他省份十幾家醫(yī)院提供了1200多瓶防霧涂層液。”蔡美榮介紹說。

同時，潤滑實驗室鼓勵青年研究人員勇于挑戰(zhàn)研究領(lǐng)域國際前沿問題，并給予3～5年的自由探索時間，寬容年輕人的失敗。

研究員王趙鋒從事的研究方向是摩擦發(fā)光與摩擦學(xué)傳感研究，他告訴《中國科學(xué)報》，正是在這樣的政策激勵下，自己一回國就丟掉了思想負(fù)擔(dān)，積極思考未來的發(fā)展方向。

“開始獨立研究后，在空間緊張的情況下，實驗室很快為我們解決了科研用房問題，并從運行費中撥出一部分用于支持引進人員，還配備了招生指標(biāo)，使我們迅速具備了科研的實驗和人員條件。”王趙鋒說。

不僅如此，潤滑實驗室還進行了課題組重新規(guī)劃，為蘭州化物所研究員王道愛和王趙鋒專門建立了摩擦物理與傳感課題組，有針對性地進行任務(wù)部署，適時為課題組提供契合度高的科研項目機會，讓科研目標(biāo)更加明確。

周峰表示，潤滑實驗室一直在想方設(shè)法幫助青年骨干人才成長，比如創(chuàng)造條件讓他們到國外知名實驗室開展合作研究，與他們討論科研方向、幫助修改項目申請材料。“我們也在提高人員待遇，利用所外中心的平臺吸引和穩(wěn)定青年骨干人才，設(shè)立公平公正的前沿研究方向基金，扶持有興趣有能力的部分青年人從事前沿探索研究，給年輕人留足努力和發(fā)展的時間。”周峰說。

迎挑戰(zhàn) 成為潤滑科學(xué)創(chuàng)新研究高地

目前，我國經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型以及科技向“三深”方面發(fā)展，為潤滑學(xué)科帶來了發(fā)展機遇，也帶來了巨大挑戰(zhàn)。例如傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中機械的更新?lián)Q代需要新的摩擦和潤滑材料的支持，苛刻環(huán)境下機械裝備則對潤滑材料和技術(shù)提出了更高要求。

面對新的形勢，潤滑實驗室將目光聚焦到核工業(yè)、深海的潤滑抗磨材料等更加前沿的方向。

潤滑實驗室副主任王鵬2013年從德國馬普等離子體物理研究所博士后出站回到實驗室，開始關(guān)注核環(huán)境下的摩擦磨損潤滑方向。

“從2013年回國到2018年，在導(dǎo)師劉維民院士的鼓勵下，我深入思考并確定了自己的研究方向，實驗室為我搭建了很好的平臺。”王鵬說。

如今，王鵬和團隊研發(fā)的固體潤滑薄膜材料首次在托卡馬克核聚變裝置上成功應(yīng)用，解決了遠(yuǎn)程遙控操作機械臂關(guān)節(jié)軸承潤滑的難題。下一步，他們還將為中國聚變工程實驗堆提供整體潤滑保障。

在學(xué)科建設(shè)方面，周峰表示，潤滑實驗室要繼續(xù)瞄準(zhǔn)摩擦學(xué)領(lǐng)域新趨勢，制定基礎(chǔ)研究規(guī)劃，在摩擦學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識、多尺度摩擦過程中數(shù)值模擬等尚待解決的問題上部署基礎(chǔ)研究方向。

對于未來發(fā)展，劉維民坦言，潤滑實驗室在材料摩擦學(xué)、潤滑的表面界面、合成潤滑材料三個方面有一定優(yōu)勢，但是英美的潤滑公司在研發(fā)產(chǎn)品上有非常大的投入，趕超他們?nèi)沃氐肋h(yuǎn)，“只有沉下心來踏實前行，才能趕超英美先進水平”。

因此，在潤滑材料與技術(shù)方面，潤滑實驗室面向國家裝備制造新需求，創(chuàng)新潤滑材料設(shè)計方法，帶動新一代裝備發(fā)展，思考如何為運動機構(gòu)提供整體潤滑解決方案。

“未來，潤滑實驗室將加強創(chuàng)新性基礎(chǔ)研究，推進原創(chuàng)型科研工作，進一步提升國內(nèi)外的影響力和領(lǐng)先性，堅持特色研究方向，積極促進科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，成為國際潤滑科學(xué)創(chuàng)新研究基地和國家潤滑材料與技術(shù)研究的戰(zhàn)略科技力量。”周峰說。

六十載風(fēng)雨征程，數(shù)代人堅守創(chuàng)新。未來，潤滑實驗室仍將在新時代建功立業(yè)、科技報國，繼續(xù)書寫中國“潤滑”新奇跡。

“小眾學(xué)科”如何成為“大眾科學(xué)”

在科技資源并不充足的西北地區(qū)，為何固體潤滑這個“小眾學(xué)科”能夠得到如此迅速的發(fā)展？為何固體潤滑國家重點實驗室（以下簡稱潤滑實驗室）能在科技部組織的6次國家重點實驗室評估中5次獲“優(yōu)”？這是采訪中記者一直探尋的問題。

答案在潤滑實驗室主任周峰的解釋中逐漸清晰，“固體潤滑學(xué)科是與機械、物理、生物、醫(yī)學(xué)等學(xué)科交叉的‘大眾科學(xué)’，近十年來潤滑實驗室通過多種方法、多種途徑進行科學(xué)傳播活動，把固體潤滑的科學(xué)知識、科學(xué)方法，以及融于其中的科學(xué)思想和科學(xué)精神傳播到社會的方方面面，讓公眾充分了解這個‘小眾學(xué)科’”。

中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所（以下簡稱蘭州化物所）所長、黨委書記王齊華在采訪中提到，潤滑學(xué)科文化傳承就是“少說多干”，科研人員有很強的吃苦精神、協(xié)作精神，對名利看得比較淡。

“地處西北，大家通過共同努力，使我們的‘小學(xué)科’進入了良性循環(huán)。這里的科研條件是領(lǐng)先的，也有很好的文化氛圍，年輕人肯干，因此個人也容易得到發(fā)展。”王齊華總結(jié)說。

事實上，這樣的精神傳承有著歷史淵源。1962年，國家有關(guān)部委向中科院提出需要解決液氧條件下的潤滑問題，這是蘭州化物所摩擦、磨損與潤滑實驗室（潤滑實驗室前身）接到的第一個固體潤滑研究任務(wù)。在陳紹澧、黨鴻辛等老一輩科學(xué)家的帶領(lǐng)下，科研人員在科研大樓外的空地上搭建起模擬條件下的臨時固體潤滑試驗房，日夜鉆研，最終攻克了液氧條件下的潤滑難題。1997年，黨鴻辛和薛群基分別當(dāng)選中國科學(xué)院院士和中國工程院院士；同時有兩人當(dāng)選院士，這在蘭州化物所的歷史上絕無僅有，直到今天仍被傳為佳話。

潤滑實驗室副主任王鵬也坦言自己受導(dǎo)師劉維民影響很大。“老師在這里默默奉獻了35年，言傳身教地告訴我們什么是忠誠、什么是使命，所以我從沒想過去別的地方。”

而劉維民的經(jīng)歷則體現(xiàn)出潤滑實驗室又一發(fā)展秘訣——對年輕人的信任。1992年6月，博士畢業(yè)不到兩年的劉維民被蘭州化物所任命為固體潤滑開放研究實驗室副主任。

“在那個年代，只有助理研究員職稱的我就能擔(dān)任實驗室副主任，體現(xiàn)出研究所及實驗室對年輕人的信任及放手任用，可以說放心起用年輕人是實驗室的傳統(tǒng)。” 劉維民說。

一件件小事，逐漸匯聚成潤滑實驗室的優(yōu)良傳承。在這60年的積淀中，潤滑實驗室確立了“國家需求與學(xué)術(shù)追求相統(tǒng)一”的價值觀，發(fā)展了“前沿引領(lǐng)、務(wù)實合作、創(chuàng)新奉獻”的潤滑精神。而這些，正是“小眾學(xué)科”發(fā)展成為 “大眾科學(xué)”的“秘密武器”。（高雅麗）

固體潤滑國家重點實驗室簡介

固體潤滑國家重點實驗室的前身為中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所摩擦、磨損與潤滑實驗室。1987年在該實驗室的基礎(chǔ)上成立了中國科學(xué)院固體潤滑開放研究實驗室，1999年10月經(jīng)科技部批準(zhǔn)建設(shè)固體潤滑國家重點實驗室，2001年4月建成并通過驗收。

固體潤滑國家重點實驗室定位于應(yīng)用基礎(chǔ)和高技術(shù)研究。主要方向為開展新型潤滑防護材料的設(shè)計、制備和摩擦學(xué)性能研究，從分子層次上探索摩擦化學(xué)機理和材料損傷防護的原理與方法，發(fā)展高性能潤滑和防護材料及減摩與抗磨技術(shù)。主要研究內(nèi)容包括摩擦學(xué)理論及摩擦化學(xué)、特殊工況摩擦學(xué)、材料摩擦磨損與表面工程、高性能潤滑防護材料。

固體潤滑國家重點實驗室始終堅持“基礎(chǔ)研究瞄準(zhǔn)國際前沿，應(yīng)用研究立足國家需求”的方針，以“創(chuàng)建一流科研環(huán)境，培養(yǎng)一流科技人才，做出一流科研成果”為目標(biāo)，努力建設(shè)在國際摩擦學(xué)領(lǐng)域具有重要影響、能為國家高新技術(shù)和國民經(jīng)濟發(fā)展作出重要貢獻的國家重點實驗室。