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江苏科学家荣获“科学探索奖” 用科技展开未来的无限可能

【连网】在11月14日举行的第二届“科学探索奖”颁奖典礼上,50位青年科学家获奖。与一般的科学奖项不同,“科学探索奖”奖励的是青年科技工作者正在从事的基础科学和前沿核心技术的未来可能,记者采访了江苏的获奖科学家,走进他们精彩的科研世界。

周福宝:用科技筑牢煤矿安全屏障

27岁博士毕业,32岁破格晋升教授,36岁起就担任中国矿业大学安全工程学院执行院长,摘得“科学探索奖”的中国矿业大学副校长周福宝仅用了十多年时间就从煤矿安全领域的青年专家成长为了学科建设负责人。他说,这是矿大几代人努力的结果,前辈们数十年坚持不懈、锲而不舍的奋斗,使他得以幸运地站到了巨人的肩膀上。

“我们的研究主要集中于生产安全领域及其对社会公共安全的影响。安全事关人的生命,所以我们这些从事安全科研工作的人一定要勤奋实践,关注细节,确保我们的科研成果能成功地运用到实际中,减少或避免事故的发生。”周福宝说,他的研究主要致力于地下工程空间灾害的致灾因子及灾害过程的主动应急控制,围绕灾害能量风险预控着手,提出利用灾害能量的角度来降低其能量等级并化灾为利的学术思想,如煤矿低浓度瓦斯抽取、富集及利用,煤田火区热能提取与利用等。

用科技筑牢煤矿的安全屏障,在矿区实践的基础上,周福宝开始思考工程技术问题背后的科学问题,致力于将工程实践进行理论提升。他主持的“煤层瓦斯安全高效抽采关键技术体系及工程应用”获2016年度国家科技进步二等奖。该项目对井下瓦斯抽采工程长期以来一直存在工程设计依赖经验、投入产出比低、钻孔“钻不深、留不住、封不严”、抽采管网“易堵塞、联不畅、能耗高”等重大共性难题,从瓦斯流动与致灾机理、钻护封联一体化技术、成套装备及工程示范等方面开展了系统深入的研究并在煤矿现场得到广泛应用,获得了良好的经济和社会效益。

勇攀科技高峰,就要解决一个又一个的世界性难题。我国煤层气(煤矿瓦斯)产业长期难破成本偏高、利用率低的困局,年产500万吨以上的部分高瓦斯矿井的瓦斯抽采系统,仅年耗电量就高达数千万甚至上亿元。周福宝带领团队开始着手解决该问题,首创了矿用水环真空泵绿色高效抽采新技术,研制了适用于瓦斯抽采泵运行工况的高分子提效剂,实现节电率23.4%,节水率66.7%。

2012年起,周福宝就担任中国矿业大学安全工程学院执行院长,2013年兼任煤矿瓦斯治理国家工程研究中心副主任。作为学院负责人、全校最年轻的院长,他倍感责任重大。安全专业作为学校的主体专业之一,放眼全国也是首屈一指,在多年的专业评估中均列全国第一。即使在这样的专业优势中,周福宝依旧居安思危,将学科发展中存在的问题和不足进行了认真梳理,并定期组织专题学术研讨,向周世宁院士、袁亮院士、王德明教授等学科前辈请教,和他们一起研究和创新学科发展,加强内涵建设,改革教学模式。

“纸上得来终觉浅,青年人要到基层或工程实践中去历练,如此方能找到研究的真问题,然后结合问题考虑符合哲学思想的工作思路,提升为技术路线和方案,同时需要团队协同配合。”在周福宝看来,推动学科创新发展的关键在于人。对青年人要给予充分信任和耐心,给予安心钻研学术的工作环境,减少外界的各种考核与评审认定等,提倡学术成就荣誉。

洪锦祥:自主研发新材料撑起高铁速度

奔驰大江南北、走向世界的中国高速铁路,向世界展示了中国速度。作为支撑起高铁速度的铁路轨道功能材料,也在我国科研人员的自主创新中实现世界领先。此次获得“科学探索奖”的江苏省建筑科学研究院高性能土木工程材料国家重点实验室副主任洪锦祥,多年来带领团队攻坚克难,使我国在该领域从跟跑实现并跑、领跑,有效打破国外垄断,实现了国产替代。

“我们研究开发的功能性水泥沥青砂浆,主要用于高速铁路板式无砟轨道,是高铁轨道里一个非常关键的组成部分。2010年前后修建京沪高铁时,摆在我们面前的问题,就是怎么能够实现这种关键材料的自主可控。”洪锦祥说,当时我国在该领域还处于跟跑阶段,面临一系列技术难题,攻关的过程十分艰辛。京沪高铁是我国第一条自主建造的高速铁路,建设速度推进得很快,需要项目团队快速研发、快速应用。

时间赶,任务重。洪锦祥及团队宵衣旰食,用不到三年时间研发出这种新型材料,在国际上较早攻克了夏季高温难以施工的技术难题,综合性能超过国外水平。成果有效打破国外垄断,形成自主知识产权,替代国外产品应用于京沪高铁工程,并且成本比国外降低50%以上。

“要打破国外垄断,自主研发是唯一的出路。”多年来进行关键核心技术攻关,洪锦祥有着自己的一套“攻坚”理念:“首先是要发挥团队的力量。科学研究光靠一个人单枪匹马是不行的,我们当时研究材料的时候,整个公司其他团队也一起来解决技术难题,发挥了多学科交叉的团队力量。其次,要重视基础研究。“科学探索奖”也提出鼓励基础研究。我们要有原始创新、重大创新,或者要解决疑难复杂问题,就必须找到它基础的、本质的原因。另外,搞工程的一定要深入一线。不到现场去看,就不知道问题究竟出在哪里。我们研发阶段的很多实验都是在现场做,新材料在施工单位应用中出现的问题要在一线解决。”

此次“科学探索奖”的获奖者大部分来自高校科研院所,作为企业里的科研人员,洪锦祥颇有感触。“在企业做创新压力更大,因为我们不能仅凭兴趣搞研究,我们是要面向国家重大需求、面向经济主战场去做的。同时,企业的创新一定要是高效的,企业首先要生存,创新是企业的核心竞争力。”

从事科研工作以来,洪锦祥作为国家重点研发计划、973计划的课题负责人,主持了包括国家基金在内的科研课题30余项,授权发明专利62项,发表 SCI/EI论文50余篇,获国家技术发明二等奖和中国专利优秀奖等多个奖项。

想要实现科研突破,青年科学家应该具备怎样的品质?洪锦祥认为,首先一定要有韧性。“不能怕失败。因为创新的失败概率是很高的,有时候很多年都出不了什么成果。如果怕失败或者没有韧性,是坚持不下去的。做科研要耐得住寂寞,不能急躁,要等得起。”此外,科学家要有创新的思想和意识,一定要站在科学的前沿,勇于探索科学的“无人区”,“如果总是去做别人已经做过的事情,就不可能有重要的突破和创新。”

记者 王拓 蔡姝雯

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