她用小微球托起“深海勇士”
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她用小微球托起“深海勇士”

  这是“万泉”号深渊着陆器首次下潜到达的深度。随着它的下潜,中国科学院理化技术研究所(以下简称理化所)研究员张敬杰的心提到了嗓子眼。

  “万泉”号是我国首个采用全国产浮力材料的万米深渊着陆器,张敬杰团队正是这一材料的提供者。

  此刻身在北京的她,因为通讯滞后,比在现场更为紧张:浮力材料能否承受住万米海底压力?能否顺利上浮?就算实验验证已接近完美,但谁也没办法保证海试万无一失。一旦失败,装备可能失联,许多人数年的努力将付之东流直到科考队发来消息说浮力材料相当给力,张敬杰的心才终于落了下来。

  2017年3月23日,骄阳之下的三亚港码头,人声鼎沸,中国科学院深渊科考队顺利回港。在此次综合科考中,“万泉”号20次挺进10800米深的海底,作业时间超过90小时。这宣告着,国产万米级浮力材料过关了!

  看到“万泉”号在万米深海驰骋,难以抑制的自豪感涌上张敬杰的心头。为了这一天,她已经奋战了10多年。

  张敬杰和导师宋广智从上世纪90年代开始做微米级无机非金属球形粉体的研究,距今已有20多年。

  回想起早期“原始”的科研条件,张敬杰印象非常深刻由于没高温设备,张敬杰搬来自家的煤气罐,和老师一起手工制作了简易喷枪烧制球形粉体。

  空心玻璃微球是一种轻质无机非金属多功能材料,不仅密度小、导热系数低、介电常数小,还具有机械强度高和耐腐蚀等优良性能,应用极为广泛,大到航空航天,小到护肤品,无处不在。但是,由于其奇特的几何形貌微米尺度的薄壁完美空心球体,技术上的含金量极高,高性能产品被国外少数公司垄断,并对中国禁运。

  2004年,导师退休后,张敬杰接棒担任课题组长,带领科研团队接着来进行研发技术。期间,他们成功实现了空心玻璃微球在油田开采、隔热保温等行业的技术转化。

  为进一步提高空心玻璃微球的强度,2012年冬天她带领团队奋战在通州基地,吃住在没有暖气的车间里,持续工作了4个月。

  “那个冬天格外寒冷,早上起床第一件事是烧一壶热水,把冰化开,才能配溶液,做实验”张敬杰回忆,经过此次技术攻坚,大大增强了微球的强度。

  就这样一步一个脚印,经过了十多年的技术攻坚,理化所突破了一系列科研难题,实现了空心玻璃微球和浮力材料的量产。使得我国成为继美国之后,第二个能提供高性能空心玻璃微球产品的国家。

  虽然经历许多波折,但张敬杰认为:“现在回头看,再艰辛的付出都是值得的。这一切都来源于继承和坚持。”

  梦想成线年,我国第一台载人深潜器“蛟龙号”下海时,固体浮力材料全部来自进口。张敬杰的梦想,是打破这种被动局面,用国产材料取而代之。

  先导项目匹配了部分经费。为缩短研究周期,团队一边科研一边生产,工作量巨大,失败也是一个接一个,前期每天都在打击中度过,望着堆成小山的废品,张敬杰给团队打气:咬牙坚持,胜利就在眼前!终于,2016年12月,张敬杰团队按时交付了固体浮力材料,助力“深海勇士”号国产化率达到95%,是当之无愧的自主创新成果。

  接触过张敬杰的人往往都会用“温柔”形容她,她的小组成员则更正为“柔而不弱”。

  要把一种新材料从无到有研究出来,并实现量产,这注定是一条艰辛的路。小组成员严开祺表示,研发过程中,无论软件还是硬件都遇到很多困难,张敬杰面对困难则充满信心,没有设备,自己动手研制、改造;没有厂房,到郊区去租;没有测试仪器,去其他单位借用;没有检验测试平台,自己建

  深海科学与工程研究所工程师李俊告诉《中国科学报》。想当“第一个吃螃蟹”的人并不容易。

  深海科学与工程研究所副研究员陈俊透露,“万泉”号第一次下水前,为了保险起见,团队曾考虑一半用进口材料、一半用国产材料,但最终的实验结果让他们下定决心全部使用张敬杰团队研制的国产材料。“她自信,但不自负。敢于实践,这样才真正找到科学实验处理问题的关键。”张敬杰的导师宋广智说。