張昊:科研工作要瞄準未來

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央視網消息:(記者 曹禎)2021年5月15日,我國首次火星探測任務天問一號探測器成功著陸火星,邁出了星際探測征程的重要一步。“祝融號”火星車探測任務的順利執行,離不開多項我國自主研發的“黑科技”,其中,火星車上採用的新型隔熱保溫材料——納米氣凝膠發揮了“保溫被”的功能。這種新型材料,不僅幫助“祝融號”應對火星探測任務中的極熱極寒考驗,而且它的超輕特性還極大程度減輕了火星車的負擔,讓它跑得更快,跑得更遠。

納米氣凝膠的研製團隊來自中國航天科工三院306所,張昊是這個團隊的&&人。從2007年博士畢業到現在,張昊參與並見證了氣凝膠材料從無到有、從試驗到工程化應用的發展歷程。如果説科學發現有時是妙手偶得的,而新材料研製可以説毫無捷徑,只能依靠無數次的嘗試和驗證。

光環之外的科研人

一次深空探測任務的順利執行,離不開幾代航天人的接棒努力,更離不開各個工種的相互支撐配合。比起一線航天人在成功之際的“高光時刻”,特種材料研究人員更多時候是在光環之外默默奮鬥著。

十幾年前,剛剛進入306所的張昊除了對中國航天事業的一腔熱情,有的僅僅是手裏的十幾份科學文獻。他只能從文獻上了解材料的性能參數,既沒有樣品,也沒有技術細節。很長一段時間裏,他整天泡在實驗室裏做配方實驗,晚上還經常背著筆記本,跑回曾經讀書的中科院查外文文獻。在經歷了近千種配方實驗的失敗,甚至眼角膜的意外灼傷後,張昊終於做出了性能優異的氣凝膠樣品。

然而要實現氣凝膠大規模生産和工程化應用,還需要一種核心設備——二氧化碳超臨界乾燥設備。張昊回憶:“當時國內並沒有能夠成功設計和生産這種設備的廠商,而國外設備動輒上千萬。”面對所裏僅有的一台20L容積的實驗室級設備,張昊和同事們決定自己解決這個難題,他們到車間裏做起了“藍領”。

通過車間工作一點一滴的摸索和積累,20L的實驗設備擴大到160L,最終擴大到2008年時國內最大的1500L,使氣凝膠隔熱材料的批量工程化生産成為現實。

經過前期紮實的基礎研究,張昊和團隊逐漸掌握了氣凝膠結構可控設備和工程應用的全套技術,先後發展了中溫型、高溫型等幾個系列氣凝膠産品,這些産品在二十幾型航天裝備中獲得了應用。

得失與取捨

穩紮穩打,久久為功。張昊和他的團隊終於收穫了來之不易的科研果實,國家科學技術進步獎、中國專利金獎……一個又一個喜訊,更加鼓舞著他們不斷追求新的突破。

從業十幾年,無論是工作日還是休息日,張昊的時間安排都要跟著科研進度走。工作之外一有閒暇時間,他會優先陪伴家人,儘管如此,難得的陪伴也經常不完整。有一次,張昊和妻子利用好不容易湊在一起的休息時間打算去看個電影,票都買好了,單位突然來電話,需要他趕回去處理工作。有一年元旦,張昊和妻子帶兒子出去逛街,中途接到單位電話,他只好自己開車趕回單位,讓妻子和兒子打車回家。類似的事情還有很多……

張昊的妻子同樣從事科研相關工作,雖然有時她也很無奈,但更多的還是理解和支持。看到一個又一個航天任務成功,作為家屬的她也覺得自己參與了其中,感到十分驕傲和自豪。

瞄準未來

隨著國家碳達峰碳中和工作的有序推進,氣凝膠的應用場景進一步拓寬。從航天軍工到老百姓的日常生活,廣泛的應用前景讓張昊和團隊感到十分興奮。如今,他們正在加緊研究如何進一步提升氣凝膠材料的性能,或者讓氣凝膠材料實現更多特殊功能,比如外觀透明、更加耐高溫。

張昊認為,科研工作要瞄準未來的需求。他舉例説,也許未來會出現類似飛機的飛行器,但速度比飛機快得多,能夠快速從一個地方抵達另一個地方,這就需要新技術和新材料來實現這種更遠景的需求。

為了實現這種願景,張昊和他所在的單位做了大量的探索和創新工作,組建青年科技工作者協會便是其中之一。張昊是青科協材料組的組長,他希望通過這些豐富的活動,一方面持續培養具備科學素養的科技工作者,一方面向大眾科普科學知識,網羅更多有志從事科學研究的年輕人進入航天領域,為國效力。

“可能有些學生從一次科普課中看到了我們做的東西,産生了興趣,在心裏埋下一顆種子,那未來也許我們就多了一個優秀的同事。”張昊説。(校對:梁雅琴)

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