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瞿金平,男,1957年6月出生,湖北黃梅縣人。1982年獲華南工學院(現(xiàn)華南理工大學)工學學士學位,1987年獲華南理工大學工學碩士學位,1999年獲四川大學工學博士學位。國家杰出青年科學基金獲得者,“長江學者獎勵計劃”首批特聘教授。2011年當選為中國工程院院士。2017年度廣東省科學技術(shù)突出貢獻獎獲得者。在高分子材料加工成型及機械領(lǐng)域的第一線從事教學與科學研究30多年,取得了多項世界首創(chuàng)的科技成果。
與一般人印象中不善言辭的理工院士不同,中國工程院院士瞿金平話匣一打開,滔滔不絕。他健談,幽默,渾身的正能量。
科研對于他來說,既是愛好也是特長。記者問,搞科研累不累?“只要讓我干活我就不累!逛街就太累啦!”說完,他仰頭笑出聲來。
瞿金平在高分子材料加工成型及機械領(lǐng)域一線,從事教學與科學研究30多年,多項科技成果為世界首創(chuàng)。近日,他榮獲2017年度廣東省科學技術(shù)突出貢獻獎。這是廣東科技最高獎項。
“我只是似乎成功?!痹谒磥恚瑒?chuàng)新永遠是科研的立地之本,沒有中間狀態(tài),做科研是二進制,要么創(chuàng)新,要么落后。他自稱對科研很貪心,永不滿足,天不怕地不怕?!懊暌曇磺欣щy,辦法總比困難多”常被他掛嘴邊。
瞿金平打小愛琢磨愛探索。他是恢復高考后的首屆華南理工大學學生(77級),上大學前,他就已是老家湖北小有名氣的科學小能人。
名聲在外的科學小能人
瞿金平的辦公室擺著五六盆綠植,每盆綠植旁都置一小桶,填裝了毛細管吸水帶的水管連接到土里。因經(jīng)常出差,他親手設(shè)計了這個自動澆花裝置。助理說他關(guān)注生活,思維活躍,平時只要一有想法,就會立馬在電腦上用三維畫圖軟件把構(gòu)思設(shè)計成原理圖。
瞿金平將原來傳統(tǒng)的滴灌帶改造成毛細供水方式,即植物要多少水給多少,不多給不浪費,土壤永遠保持適當濕度。這一技術(shù)若應(yīng)用于大田作物覆蓋種植的節(jié)水灌溉,據(jù)稱亦是全新突破。
但這對61歲的瞿金平來說實在“小菜一碟”。時間回轉(zhuǎn)50年,少年時,他已顯露出眾的動手和科學探索能力。
1957年6月,瞿金平出生在湖北省黃梅縣芭茅山村一個木匠家庭。奶奶教的樸素道理根深蒂固——— 要跳出農(nóng)門,只有讀書。
他對數(shù)理化興趣濃厚,中學時《農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)知識》與《工業(yè)基礎(chǔ)知識》這些最寶貝的書都翻爛了。他總想把書本的知識應(yīng)用于實際。
黃梅縣歷來被認為不適合西紅柿種植。他不信,按著書本指南種植,種出的西紅柿又大又甜。
白木耳也培育過??诚吕蠘涓俅蚩祝冒啄径N,架在空房子里,調(diào)試溫度濕度,他的白木耳長得很好。
在校辦工廠他還制造土肥皂。將屠宰豬的下腳料熬出油脂,混合棉籽油,加入燒堿加工做成肥皂,送給鄉(xiāng)里鄰居,“味道特別濃”。他的土肥皂比當時某種果子洗滌效果好用,在公社成為搶手品。
中學時學校晚自習點的是氣燈,是一種需要通過打氣,把煤油汽化而燃燒的燈,每晚需輪流值班打氣點燈。瞿金平想,能不能自己發(fā)電?說干就干。他帶領(lǐng)的機電科研組同學們找來舊電動機,在舊貨市場尋找電容器,把電動機改造成發(fā)電機,創(chuàng)辦了學校小型火力發(fā)電站,幾個課室宿舍都點亮了,發(fā)電到24點,從此再不用每天去打氣點燈。
因各種發(fā)明創(chuàng)造,“小不點”瞿金平在當?shù)芈暶o起。
1973年12月,僅16歲的瞿金平被抽調(diào)負責大隊籌建小型火力發(fā)電站。購買電線電桿電動機電容器等經(jīng)費共1萬元,這在上世紀70年代初的農(nóng)村,簡直是一筆巨款。兩個月后,16歲的瞿金平結(jié)束了芭茅山鄉(xiāng)點油燈的歷史,家家戶戶用上了電燈。
“任何事,我喜歡動腦筋琢磨一下”。愛琢磨的瞿金平搞了不少小科研,當時大隊的電話和有線廣播是同一條線路引入,需要人工準時手動切換,如果廣播開始了,開關(guān)還打在“電話”頭,不但會錯過廣播,還容易燒壞電話;廣播完忘了切換,電話會不通。他想實現(xiàn)廣播線和電話線自動切換,就去縣城買來《農(nóng)村電工手冊》,用整流濾波來控制繼電器,幾經(jīng)試驗,成功研制出廣播電話線路自動切換器,每天早晨每家每戶就能準時聽到第一支歌《社會主義好》?!巴︱湴恋摹保f。
“文革”期間,他還跟木匠父親“瞿博士”學過手藝。當?shù)啬窘吵鰩煹臏y試是制一挑水水桶,不漏水即出師。別人一般學三年,瞿金平3個月制打了一把,一次性試水成功,出師了。
知識青年下鄉(xiāng)修“八一”大堤時,因為懂得“火焰溫度最高的是起焰那一部分”的原理,瞿金平很快成為田埂挖灶一把好手,周圍生產(chǎn)隊都紛紛請他挖灶。
回憶起少年故事,瞿金平神采飛揚,手舞足蹈。瞿金平讀小學三年級時,“文革”開始了。他最慶幸的,還是自己遇到了一些有學問的好老師,他們大多在“文革”中因各種問題回到原籍,其中不乏名牌大學畢業(yè)的老師。
“所以不能簡單說‘文革’耽誤了我。”愛開玩笑的瞿金平說,在當時艱苦環(huán)境下,他個人得到鍛煉機會,有了舞臺去表演,“山中無老虎,猴子稱霸王”。他說,那時生活雖苦,肚子不飽,穿得不暖,但過得愉快,斗志很足。
當時教他物理的潘老師親手設(shè)計出一臺新型柴油機,零件非常多,設(shè)計完整漂亮,讓瞿金平覺得“太偉大了”。于是,他也想成為一名科學家,至少是科學工作者,“我可以做點更大的事情,總有一天有機會走出去?!?/span>
陰差陽錯闖入機械領(lǐng)域
機會真的來了。
1977年12月,高考恢復。瞿金平喜出望外。是年初,他被調(diào)到大隊小學當民辦教師,得以有機會系統(tǒng)復習中學課程。
對“電”有著特殊感情的瞿金平,高考后卻被陰差陽錯錄取到華南工學院化工機械系。不過他一點失望也沒有———只要被錄取,不管去什么地方、什么學校、什么專業(yè),都是高高興興地去。
1978年3月1日,瞿金平跟老爹和鄉(xiāng)親們揮淚告別。一床鋪蓋卷,一條扁擔挑著新做的樟樹箱,來到華工。從此40年,再沒離開過。
“太多東西可以學了”。4年本科期間,除了學好塑料機械及加工專業(yè)的所有課程外,瞿金平還選讀了頗感興趣的自動控制、電子技術(shù)等課程。當時他是系里成績最好的學生之一,每科成績都是90多、100分,“讀書很瀟灑,那點作業(yè)(不在話下)?!彼€和同學到處找電影看,看完電影回來學習效率更高。
他的本科畢業(yè)論文《關(guān)于銷釘螺桿理論與實驗研究》受到了同行專家的高度評價,詳細摘要被推薦到歐洲塑料工程學會發(fā)表。這是華南工學院塑料機械及加工專業(yè)在國際上發(fā)表的第一篇學術(shù)論文。
畢業(yè)后留校任教。1984年瞿金平開始讀研,期間他的科研探索,逐漸邁上正軌。有意思的是,那時錄音機正流行,整個84級幾乎人手一部四個喇叭的錄音機,壞了都是瞿金平修,修了五六十部。
在他看來,搞科研就如同登山?!拔也幌矚g走前人走過的路,寧愿探索新的途徑”,1983年,瞿金平開始琢磨一個挑戰(zhàn)性課題。
我們?nèi)粘I钪谐R姷乃芰现破罚跏紶顟B(tài)大多是顆?;蚍勰畹脑?。擠出成型是傳統(tǒng)塑料加工的主要方法之一。在傳統(tǒng)塑料擠出成型設(shè)備中,物料的壓實、熔融和輸運主要通過螺桿部件完成,其設(shè)計依據(jù)是沿用百年的聚合物穩(wěn)態(tài)塑化擠出理論。但當時根據(jù)這種理論設(shè)計制造的螺桿式塑料機械,存在能耗大、體積重量大、結(jié)構(gòu)復雜、制造成本高、噪音大等問題。能否跳出傳統(tǒng)的思維模式,建立一種全新理論,從根本上克服傳統(tǒng)塑料成型加工過程及機械中存在的缺陷?
根據(jù)多年對塑料螺桿擠出機及其控制系統(tǒng)的研究,瞿金平發(fā)現(xiàn),聚合物在動態(tài)擠出時有穩(wěn)態(tài)擠出時所沒有的現(xiàn)象和特征。依此,順藤摸瓜,反復實驗論證,他提出“電磁動態(tài)塑化擠出方法及設(shè)備”研究課題,要在聚合物加工中的物料固體輸送、熔融、混煉和定量擠出各個過程都引入振動力場。
科研起家于3萬元和廁所
這是原理上的創(chuàng)新與顛覆。
將振動力場引入聚合物成型加工的全過程,無疑是打破了穩(wěn)態(tài)的成型加工過程。有人認為這個課題與傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)塑化加工成型思想相矛盾。憑著咬定青山不放松的勁頭,瞿金平開始了他的探索。
確定課題后,首先進行計算機模擬,這花了瞿金平整整一年時間。他幾乎天天對著計算機,推敲驗證每個式子,每個數(shù)據(jù)。1988年,新構(gòu)想在計算機仿真模擬成功,建立了將機械、電子、電磁技術(shù)融合的“機電磁一體化聚合物動態(tài)成型工程原理”的全部構(gòu)想。
仿真模擬成功后,要研制樣機。挑戰(zhàn)才真正開始。回憶至此,瞿金平常笑著歸納,“我的研究之路,開始于3萬元,起家于廁所?!?/span>
彼時瞿金平還面臨抉擇分岔口:去國外深造或在國內(nèi)研究課題。國內(nèi)一些學術(shù)權(quán)威認為該理論不可思議,沒有任何實用價值。
瞿金平不信。他揣著課題和國外博士生錄取通知書,闖進時任華工校長劉振群家中,把兩份東西攤開:“要是在國內(nèi)能讓我研究我的課題,我一定不出國?!毙iL笑了,問:“需要多少經(jīng)費?”“3萬元。”
瞿金平拿到了“借來”的3萬元,單槍匹馬開始原理樣機的研制。1989年9月,樣機運轉(zhuǎn)5分鐘,擠出了短短一根塑料條。這證明,電磁動態(tài)擠出理論可行。瞿金平激動萬分。他興奮得在書房來回踱步,拿起鉛筆在表格的上角寫下:“這將使傳統(tǒng)塑料成型設(shè)備更新?lián)Q代?!?/span>
1990年10月,第一臺塑料電磁動態(tài)塑化擠出原理樣機研制成功。新設(shè)備與傳統(tǒng)擠出機相比,能耗降低了20%,體積重量減少了50%,噪音小,成型產(chǎn)品質(zhì)量高。
緊接著,學校成立了以瞿金平為主任的機電磁一體化塑料機械研究室。他不再是單槍匹馬,研究室共四人。沒有實驗室,學校把原來實驗樓里一間廁所改造為實驗室,他們開始開發(fā)中試樣機和產(chǎn)品樣機。
“當時開玩笑,實驗室很‘肥’?!比A南理工大學聚合物新型成型裝備國家工程研究中心副主任何和智教授從1994年就跟隨瞿金平。他眼里,瞿院士很聰明也很勤奮,經(jīng)常半夜兩三點還在學習工作,創(chuàng)新性很強,知識面非常廣,什么問題都難不倒他。
搞機械加工,下工廠是常事,瞿金平從來都和工人打成一片?!肮と艘詾閷W校老師光說不練,我可不是?!庇行┘夹g(shù)活,只要瞿金平到場,就能迅速解決。何和智說,有次下工廠,機器出現(xiàn)故障,工廠師傅調(diào)試5天都出不來。瞿金平一到,從溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等方面綜合協(xié)調(diào),立馬妥了,師傅不得不服。從車工到安裝裝配,“他什么都能搞定”,何和智說。
從原理樣機到產(chǎn)品樣機,當時實驗室攻堅近三年。1993年11月,塑料電磁動態(tài)塑化擠出設(shè)備產(chǎn)品樣機通過有兩位中科院院士參加的技術(shù)鑒定。該樣機被認為是一項國內(nèi)外新發(fā)明,是塑料加工工業(yè)中擠出成型方法與設(shè)備的一項重大突破。新發(fā)明在1991年全國火炬新技術(shù)及產(chǎn)品展覽會上獲得金獎,被評為國家級產(chǎn)品。1995年12月,同樣根據(jù)聚合物電磁動態(tài)成型原理研制,同屬世界首創(chuàng)的電磁動態(tài)塑料混煉設(shè)備和注塑成型設(shè)備樣機通過技術(shù)鑒定。國際著名塑料機械專家、德國亞琛工業(yè)大學、亞琛塑料工業(yè)研究所前所長門格斯教授稱贊,“這是一項真正的科技發(fā)明?!?/span>
由于這項國內(nèi)外領(lǐng)先的原創(chuàng)技術(shù),1995年,瞿金平獲得被譽為“世界制造業(yè)諾貝爾獎”的蔣氏科技進步獎,還被評為廣東省優(yōu)秀中青年專家。1996年獲第三屆中國青年科學家獎。1997年,技術(shù)成果獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎和中國專利金獎。
1998年至2007年,瞿金平任華南理工大學副校長10年,贏得普遍贊譽。但為了騰出更多時間用于科研,他一年到頭包括節(jié)假日在內(nèi)的幾乎所有休息時間都泡在實驗室做研究。2007年12月,他主動卸任副校長職務(wù),全身心投入科研再出發(fā)。
在塑料動態(tài)剪切加工成型技術(shù)和設(shè)備的研究過程中,瞿金平發(fā)現(xiàn),外加振動力場可增加對物料的拉伸流變作用,于是又大膽提出了從強化拉伸流變作用到實現(xiàn)拉伸流變?yōu)橹鲗У募夹g(shù)思想。
2008年,他和團隊研制成功了國內(nèi)外第一臺無螺桿的體積拉伸流變擠出設(shè)備原理樣機。經(jīng)鑒定,該成果是國內(nèi)外高分子材料成型加工領(lǐng)域的重大創(chuàng)新,技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。
2011年瞿金平當選中國工程院院士,拿下國內(nèi)學術(shù)界最高“認證”。
隨著基于拉伸流變的高分子材料塑化輸運技術(shù)的深入研究及應(yīng)用,瞿金平獲得2014年度中國專利金獎、2015年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。
“加工機械即一種工具。一個工具的改變,將可能改變整個產(chǎn)業(yè)鏈的格局,這在國內(nèi)外都是首創(chuàng)。”瞿金平對南都記者說,原來的傳統(tǒng)塑料加工方式有一個工藝窗口,窗口之外的加工都做不了。而“基于拉伸流變”顛覆了傳統(tǒng)“基于剪切流變”原理,打破了之前工藝窗口的限制,使過去加工不好、加工不了的材料都能加工了。
原理的改變,對應(yīng)的技術(shù)裝備、理論、測量表征手段等都將隨之改變。
“傳統(tǒng)螺桿加工技術(shù)的發(fā)展是歷史必然,但傳統(tǒng)技術(shù)做不到的事情,我們來做”。這一技術(shù)的出現(xiàn),于上游,將促進一大批應(yīng)用于軍工、國防等領(lǐng)域新型高分子材料的誕生。對下游,將推動航天航空、電子信息、新能源等領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
“先立地后頂天”,是瞿金平的科研思路。產(chǎn)品樣機研制后,迅速應(yīng)用于生產(chǎn)實踐,形成一系列高分子產(chǎn)品先進制造成套技術(shù)裝備,再完成“動態(tài)剪切”、“拉伸形變”等理論凝練與總結(jié)。
由此,瞿金平在被國外技術(shù)壟斷較強的高分子材料加工成型及機械領(lǐng)域,硬是闖出了一條路。
“我只是似乎成功”
今年4月初,瞿金平獲得2017年度廣東省科學技術(shù)突出貢獻獎。獲獎詞中介紹,瞿金平從事高分子材料加工成型及機械領(lǐng)域教學與科學研究30多年,取得了多項世界首創(chuàng)的科技成果。同時帶領(lǐng)團隊打破我國高分子材料加工成型技術(shù)來源長期依靠模仿和引進的局面,促進了廣東省乃至我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型升級。
不過,瞿金平從不覺得自己成功了?!拔抑皇撬坪醭晒?。榮譽是身外之物,所有的榮譽都是過眼煙云,你付出了勞動和努力,對社會做出來一定貢獻,社會會給你應(yīng)有的認同?!宾慕鹌秸f不能拿了榮譽就不動彈,每個榮譽都是新起點,“時不我待,只爭朝夕”。
“我是個永不滿足的人(在科研上)”。在瞿金平看來,科研無止境。我國高分子產(chǎn)品產(chǎn)量世界第一,但高分子材料產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平與先進國家相比還存在很大差距,尤其缺少自主研發(fā)的高端制造裝備。他認為,創(chuàng)新永遠是做科學研究的立地之本,沒有中間狀態(tài),科研是二進制,要么創(chuàng)新,要么落后。
瞿金平的學生馮彥洪教授說,瞿金平說得最多的一句話是,請藐視所有困難,去直面它,辦法總比問題多。對待科研,瞿金平精益求精,追求完美,“論文或材料一字一句一個標點符號都要對準?!?/span>
接下來,瞿金平將帶領(lǐng)團隊繼續(xù)在高分子材料加工成型機機械領(lǐng)域深化研究。“一直堅持做下去,一定有所作為。自己突破自己,不排除未來幾年我們還有進一步的突破?!彼判臐M滿。
與一般人印象中的理工科專家的寡言不同,瞿金平幽默風趣。每年大年初一到實驗室,他還會專門給值班的保安和保潔員同事派利市。
科研對于他來說,既是愛好也是特長“只要愛這一行,干再多事情心情都是愉快的?!宾慕鹌秸f。
對話
“年輕人搞科研要跳出框框”
南都:對年輕科研工作者有沒有建議?
瞿金平:認定的事一定要堅持做下去,不要三心二意,不要被困難嚇倒。尤其做工程技術(shù)方面的科研,萬萬不要被國外技術(shù)框住。我們的基礎(chǔ)工業(yè)與國外比有差距,但不能等著基礎(chǔ)工業(yè)、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)元器件、工藝技術(shù)都持平了才去創(chuàng)新,創(chuàng)新不能等。大路朝天,各走一邊。年輕人一定要跳出框框。
南都:你小時候的夢想就是當科學家,現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了。
瞿金平:我是永不滿足的,科研上很貪心,從來都是檢討自己。時不我待只爭朝夕,多為國家、為華工、為團隊做事情。我沒覺得我很成功。永遠沒有成功,永遠在路上,永遠是似乎成功,天天腦袋停不下來。
南都:小時候你動手能力就特別強,你對培養(yǎng)孩子的創(chuàng)新能力有什么建議?
瞿金平:小孩一定要解放天性。現(xiàn)在小孩負擔太重,把天性都束縛了,父母切忌太過于愛子心切,還是要理性選擇,給他們空間發(fā)揮天性,慢慢來,學習是一輩子都學不完的。
南都:搞科研很辛苦,會不會覺得累?
瞿金平:是很辛苦,但我抗壓能力特別好。從來不失眠,而且很會見縫插針休息。外出坐車不和我說話,下一秒就睡著了,迅速恢復了,我有快充功能(笑)。天不怕地不怕,天塌下來當被蓋,況且塌不下來。膽子要大,但不能亂膽大,要心細,科學思想是前提。做科研是一個興趣,做什么事都能找到成就感。
南都:你看起來就是充滿正能量的人。
瞿金平:這個是。研究生一來見面,我就和他們說,要多看正面,少看負面,對人也要多看正面看長處。
南都:生活中你有什么特別愛好或放松方式?
瞿金平:平時大部分時間都在工作,稱得上休閑放松的就是晚上看看電視,這樣可以陪陪家人。家人休息后再回到辦公室工作,效率還挺高(笑)。我喜歡看一些恢弘大氣的經(jīng)典歷史正劇。
(南都記者 賀蓓 何玉帥 通訊員 盧慶雷 趙春旭)
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