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謝建新:把論文寫在工廠中的房間、寫在現場

作者:Beiqing.com

65歲的謝建新,頭發已被歲月染成灰白色。說起話來依舊中氣十足,當孩子們提到材料相關的問題,他會饒有興趣地耐心解答。

1978年,謝建新考上當時的中南礦冶學院(現中南大學前身)金屬壓力加工專業,從此與金屬材料結緣。1991年,他在日本東北大學工學院材料加工學系獲工學博士學位。1995年回國在北京科技大學任教授至今。

謝建新對材料的敏感度超過了所處的時代。1998年,銅的價格還相對較低,但謝建新預測到未來國家建設會非常需要銅資源,但銅資源稀缺,是以銅的價格會大幅上漲。而大陸是鋁資源豐富的國家,是以他提出了銅鋁複合材料連鑄直接成形的新思路。

事實證明他的判斷是正确的。大陸是全球最大的銅消費國,在全球總需求量中占比超過1/3。銅資源的短缺已成為大陸經濟發展的嚴重制約因素。

這個課題謝建新研究了15年,最終成功實作了銅鋁複合連鑄。企業的連鑄過程至少要三天三夜,如果穩定性控制不好的話,産品品質就會降低。謝建新始終堅持親力親為,帶團隊進入産業化企業進行技術指導、參與裝置安裝調試和工藝試驗研究,常常在現場一幹就是一個月。他經常說:“搞科學的不能天天待在辦公室,要多去工程一線解決實際問題。”

他的團隊也受到企業好評:“這是一個具有工程實踐操作能力的團隊!”

最終,銅鋁複合材料實作了規模化工業生産,材料成本相較純銅産品降低30%-50%,大大緩解了大陸銅資源緊缺問題。

謝建新重視每一名學生的專業學習和科研能力提升,他帶的所有博士生、碩士生的研究課題,均來自于國家任務、企業需求或學科前沿。

從課題選題到中期彙報再到畢業答辯,謝建新認真聽取學生的每一次課題進展彙報,更正實驗細節,親自修改每篇報告和論文,一篇期刊論文少則修改三五次,多則十餘次。每次修改都是字斟句酌,連一個标點符号的錯誤都改得清清楚楚,比學生自己都細緻。課題組的學生到畢業時都會積累厚厚一沓經過他仔細批改的文稿。

2020年,面對突如其來的新冠疫情,許多研究所學生隻能在家開展文獻研究。謝建新撰寫了《2019級碩士研究所學生學位論文開題報告編寫指南》,幫助學生們度過“開題報告”這個科研第一關。

學生們都知道,隻要沒有其他事務,謝建新每天都在實驗室裡。清晨或深夜,都可能在實驗室裡碰到他。他常常是實驗室走得最晚的人,這一點讓很多學生自愧不如。

謝建新常說,他并不認為自己才智過人,隻是肯投入而已。他以勤奮的态度、嚴謹的作風,言傳身教,培養出大批基礎理論堅實、能解決科研和生産實際問題的優秀人才,他的大部分學生已經成為高等學校、科研機構和企業的科研、教學、生産一線的上司和技術骨幹。

“到了我們這個歲數,已談不上有什麼夢想,多做點實事比什麼都強。”謝建新說。

謝建新:把論文寫在工廠中的房間、寫在現場

2023年12月18日,北京市鐵路第二中學,“院士專家講科學”活動現場,北京科技大學原副校長、中國工程院院士謝建新正在演講。 新京報記者 王子誠 攝

對話

新京報:你為什麼選擇材料學這個專業?

謝建新:我們那個年代從考大學到就業都是配置設定的。考大學的時候,我考上了材料專業。雖然當時不了解這個專業,但是我覺得對于任何一個人來說,都應該“學一行,愛一行,鑽一行”。

人在一生裡會遇到很多機緣巧合,你可能最想學的是計算機,但考大學被配置設定到材料學,這時候怎麼愛上并且鑽研這個行業,我覺得比其他東西都重要。

新京報:從業至今,是什麼樣的動力促使你不斷探索?

謝建新:在從事材料學專業研究的時候,我接到很多任務,都能保質保量地完成,自然慢慢喜歡上這個行業了。它不是一個負擔,而成了我的一項愛好。

新京報:為了研究出銅鋁連鑄複合方法,你花費了多長時間?

謝建新:那個項目我花費了十幾年。我們經常說“十年磨一劍”,有時候一個想法出現很簡單,但做起來不是那樣的。一個成果從實驗室研究開始到工業生産到上貨架,時間經常要以十年為機關。

新京報:銅鋁連鑄複合方法,相比此前的方法有什麼超前的地方?

謝建新:在銅鋁複合材料中,銅占20%-30%,鋁占到70%以上。相比此前100%銅,這樣可以大幅度節省成本,還能獲得基本接近銅的導電性能,極大地緩解了大陸對銅資源的需求壓力。

傳統的銅鋁複合方法是在鋁棒外面包一層銅皮,将銅皮焊接起來,像包餃子一樣,但銅鋁界面結合品質較差。我發明的方法是連鑄成形銅管,同時往銅管裡連續充入鋁液,一步制備出高品質的銅鋁複合坯料。液态鋁與銅之間有擴散,兩者的結合強度會更大。

新京報:這種方法有什麼困難?

謝建新:液态鋁和銅直接接觸往往會有劇烈而快速的反應,生成金屬間化合物。如何控制兩種金屬反應的界面,讓界面達到冶金結合,同時避免生成脆性大的合金化合物,導緻在後續的加工過程中銅和鋁分開。

新京報:銅鋁連鑄複合方法的成果應用在哪些領域?

謝建新:目前,企業已經可以使用銅鋁連鑄的方式生産扁排、扁線和圓線等複合材料産品,我們開發了電力扁排和電磁扁線等複合材料産品短流程生産新工藝和成套技術,開發了多種關鍵裝備,實作了規模生産,産品在航空航天、軍事裝備、高鐵、新能源等領域獲得廣泛、批量應用。這個課題前後耗時近15年。該成果獲2014年度國家技術發明二等獎。

新京報:近年來,你在做什麼研究和項目?

謝建新:為應對全球新一輪科技革命和産業變革大背景下的材料科技競争态勢,加快推動大陸材料科技創新能力的提升和産業變革,我牽頭聯合大陸材料領域34位兩院院士,向國家上司人送出了《關于制定“國家材料基因工程研究計劃”的建議》,得到國務院上司同志的高度重視,直接推動了《國家材料基因工程計劃(2021-2035)》的制定。

我們以北京科技大學為依托機關,北京資訊科技大學、中國科學院實體研究所、中國鋼研科技集團為共建機關,申報了“北京材料基因工程高精尖創新中心”,2017年10月獲得準許。該中心會聚了國内外材料領域高層次創新人才150餘人,包括美國麻省理工G.奧爾森教授、東京大學岩田修一教授在内的國内外院士24人,為促進北京科技大學材料學科高水準發展和學科交叉、帶動計算機和人工智能學科發展做出了重要貢獻。

大資料、人工智能、數字孿生等是材料科技發展前沿,目前我帶領團隊積極開辟前沿研究方向,在資料驅動機器學習方向取得三個方面的創新,在國内名列前茅,在國際上産生了較大影響:發明了面向性能要求的機器學習合金成分方法,突破了根據性能要求設計合金成分的難題;突破了機器學習方法分析合金元素影響性能的難題,建立了根據元素影響大小設計合金成分的方法;建立了機器學習輔助快速設計合金制備和加工處理工藝參數,可将實驗研究工作量減少一個數量級,颠覆性提升研究效率。

謝建新:把論文寫在工廠中的房間、寫在現場

謝建新手寫寄語。 受訪者供圖

同題問答

你怎麼看院士做科普?

如果院士們有機會有時間,參加一些科普活動還是很有意義的。中國小生平時接觸不到院士,如果通過這種活動讓他們看到院士們做研究的方式方法,我覺得很好。

科學家應具備的關鍵素質是什麼?

科學家的素質不完全一緻,但我覺得,科學家最重要的是觀察能力以及思考能力。

我們工科生要做許多實驗,觀察生活與實驗過程非常重要。平時大家經常說科學家在做學問,“學問”這兩個字,不是說去問别人,而是自己要思考各種事物之間的聯系。

科學對國家和民族的重要性是什麼?

科學是人類的共同财富,但科學要轉化為生産力,這時候科學就有了很強的國界和民族屬性。這就可以了解,新中國剛成立的時候,那麼多科學家為什麼要沖破重重阻力回國做科研,因為那些科學家有很強的民族感和使命感。

如何讓小朋友們愛上科學?

讓小朋友們愛上科學是一件很難的事,因為這牽扯到了家庭、社會、學校多個方面。我覺得多讓小朋友們接觸到科學講座是一種方式,讓學校的老師有比較高的科學文化素養也很關鍵。

如果數學、實體、化學老師能将他們講的内容與科學結合起來,告訴孩子們,自己正在講述的科學發明的發現對于那個時代來說,有什麼意義,我想孩子們會更感興趣。

老師可能隻用一句話帶過,學生就知道了,我今天做的實驗不僅僅為了學知識,還能了解到科技發展的曆史脈絡。是以我覺得,怎麼提高老師的科學文化素養也很關鍵。

新京報記者 郭懿萌 編輯 劉倩 校對 趙琳 楊許麗

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