文/绿色中国融媒体记者 铁 铮 特约记者 王 乐
9月10日,为了参加北京化工大学庆祝第40个教师节的活动,杨卫民特意中断了出差,从大连提前赶了回来。他身着白色衬衣,头发都没来得及仔细梳理,就阔步走上台,作为教师代表讲了话。
今年6月24日,全国科技大会、国家科学技术奖励大会和中国科学院第二十一次院士大会、中国工程院第十七次院士大会(即“科技三会”)在人民大会堂召开。教育部长江学者、北京化工大学教授、博士生导师杨卫民上台领奖。
“现在距离建成实现科技强国目标还有11年时间!” 大会上,这句话显得格外响亮。这句像冲锋号一样的话,铭刻进了当时正坐在中一区第九排中央的杨卫民的心灵深处。
10年前的那个教师节,杨卫民被评选为全国优秀教师。当时的激动心情,他至今记得清楚。会场的巨大横幅上写着:“践行社会主义核心价值观,做让党放心人民满意的好教师”。这成了他日后奋斗的方向。
10年,在人类历史长河中只是一瞬间。但对他个人来说,这10年却十分宝贵。 这10年间,他一心扑在“高分子材料成型加工装备”与“高效低碳绿色智造科学技术”研究上。为破解聚合物纳米纤维绿色制造的世界科技难题,他带领团队夜以继日,反复尝试各种方案;为了在工业生产上广泛应用,从学校到企业往返奔波,度过了无数个难忘的日日夜夜。
“从中国制造到中国创造,所有的科研过程,困难挫折是常态化。但国家有需要,就应该有人去做。我们在注塑机为代表的装备上,精度达到世界一流水平。希望年轻人,继续把这个梯队建好。”杨卫民表示。
从中国制造到中国创造
1965年农历10月初十,杨卫民出生在湖南省会同县。那也是粟裕大将的故乡。
在那个三湘四水流淌的地方,楚湘文化滋润着每一代人。在革命故事的耳濡目染下,红色基因深深地埋在了他的心里。
“如果中华国亡,除非湖南人尽死。”近代名人杨度所作的《湖南少年歌》,将湖南人刀刚火辣的性格和忧国忧民情怀展现得淋漓尽致。在这样的歌声里,杨卫民成长着。
他自幼的梦想是参军,“扛起钢枪,保家卫国,好男儿当是如此。”然而种种原因,他没能走向军营,却游进了知识、学术和技术的海洋。当时的他一定不会想到,数十年后,“好男儿”的梦想通过知识、学术和技术也能得以实现。
1983年,高中毕业的他,以当年全县第一名的成绩,考取当时的北京化工学院。那年秋天,他身穿一件半旧的草绿色上衣,背上简单的行囊,走进了这所创建于1958年的高校。
学校有个传统专业叫合成材料成型加工机械。他不大清楚这个名字绕口的专业究竟要干什么。但在后续的学习中,他惊喜地发现,自己所学的知识与衣食住行、陆海空天都有密切的联系。对知识的渴求,激励着他继续前行。1987年他攻读硕士学位,1990年毕业留校任教,后又在职攻读博士学位。30多年来,他深爱着自己的专业,并在从中国制造到中国创造的科研道路上不畏艰难、努力攀登。
在毕业留校工作的前10年,他面向国家重大需求,在导师程源教授的带领下,主要攻克了两大技术难题。一是消化吸收引进技术,实现了橡胶防水卷材挤出成型装备的国产化,结束了屋顶“油毡沥青防水”的时代。二是创新研发成功特大型鼓式硫化机,解决了精密印染导带面临“卡脖子”的难题,创造了巨大经济效益。在当时那个“万元户”都很罕见的年代,他们用项目收益设立了百万元的“程源奖学金”,在校内外产生了很大影响。他还担任本科生的班主任,经常到学生宿舍和同学们聊天,讲自己对专业的理解和感受。他用自己对专业的热爱和创新的故事,感染、感动着身边的学生。
他清楚地记得,当时工薪人员的月收入仅百元左右,但“冰箱、彩电、洗衣机”等三大件,每件都要好几千,空调、电脑、大哥大更是奢侈品。他知道,这主要是由于现代制造业生产母机——注塑机等关键核心技术还被外国人“卡脖子”,全部依靠进口,价格非常昂贵。
带着对国家的责任,2000年,他被国家公派到日本东京大学留学。他刚进东大,就被送到日本最大的注塑机生产企业日精株式会社(简称日精)实习。
日精的日本同行们笑话说,中国的海天公司不是卖注塑机而是在卖钢铁。因为那时国产注塑机的重复精度差,售价还不到日精同规格机器的五分之一。
他深刻地感受到,在过去,落后就要挨打;而现在,落后还是会被人看不起。因此,他下定决心,一定要努力改变这种局面。
2001年回国探亲途中,他特意途经香港,拜访力劲机械创始人刘相尚先生。他的拳拳报国之心引起刘先生的强烈共鸣。作为初涉注塑机行业的铝镁合金压铸机行业龙头企业,愿意支持杨卫民开展创新研究。
2002年底,他学成回国,立即投入了塑料精密注塑机的科研攻关中。在一幢被称为“小炮楼”的旧建筑内,“力劲”公司捐赠的注塑机已经就位。他的主要研究方向从橡胶机械转向塑料机械,有了必要的研究条件。
在生产中,注塑制品成型过程被包裹在封闭的金属模具内,看不到制造过程,也就无从得知制品缺陷的产生机理,难以有针对性地解决问题。为此,他利用石英玻璃构建的“透明”模具,将注塑制品成型由“暗箱操作”变为“阳光工程”。
在这个方向的研究中,他得到注塑机领域的前辈王兴天教授的大力支持。王教授长期担任宁波海天塑机集团的技术顾问,于是他带领研究生投入到了与海天的科研合作中,从零开始研发精密注塑机。
每当遇到困难时,“为祖国争光、为民族争气”的信念是他坚持下去的动力。他反复研究,破解了高分子材料模塑成型精度控制的核心原理,创新发明的塑料精密注射模塑成型技术方案,获得了“十一五”国家科技支撑计划项目支持,在宁波海天塑机集团实现了工业化,终于使国产注塑机重复精度打破世界纪录,达到国际领先水平。他作为第一完成人,荣获2011年度国家科技进步二等奖。
2010年10月1日,美国《塑料新闻》周刊发表主编评论文章,标题为“海天超越全球列强!”。
在这个“争气机”的攻关过程中,宁波海天塑机团以显著的技术优势和国际市场占有率雄踞世界第一,北京化工大学在该方向培养的优秀人才成为行业龙头骨干企业的顶梁柱,在中国制造的黄金时期创造了巨大的经济社会效益。
2018年60周年校庆时,在中国塑料机械工业协会粟东平会长的倡导下,22家企业捐赠崭新设备在北京化工大学创建了“中国塑机创新人才培养基地”。以此为基础,杨卫民主导进行了一项工程实践教学改革:从传统的金属材料加工成形的“金工实习”,拓展增加了现代制造业高分子材料加工成型的“高工实习”。这项重大改革成果荣获了2023年度国家教学成果二等奖。
从“洁能芯”到“彩虹丝”
在杨卫民的科研生涯中,深深的创新足迹镌刻在他能够涉猎的多个领域。
他长期从事聚合物成型加工原理及设备的研究,突破了高分子材料模塑成型精度控制的核心技术,发明了高分子材料PVT特性在线测试方法及装置并推广应用。
他研发了塑料精密注射成型装备、高分子材料单元转子扰流强化传热技术及装置等,并得到了工业化推广应用。
他还首创发明了巨型轮胎超宽幅胶胚直接挤出成型工艺装备,破解了巨型工程轮胎气密层生产装备技术瓶颈。他开辟了高分子制品微纳制造的新途径:首次提出高分子材料先进制造的微积分思想,独创性地阐明了聚合物熔体微分注射、微分静电纺丝、微积分纳米叠层复合成型加工的新原理,并据此发明了一系列微纳制造新方法和新装备获成功应用。他发明了高分子材料单元转子扰流强化传热技术及装置并成功应用,得到国内外学术界和工业界的高度评价。
在节能减排的重大需求背景下,能源和化工行业量大面广的列管式换热器存在着“传热效率低、易结垢”的老大难问题。他领导的科研团队,为了满足“节能减排”的迫切需要,独创性地提出了一种传热管内单元转子组合式强化传热与自清洁新方法,完成了从小试、中试到工业化应用的整个研究开发全过程,有效地解决了管壳式换热器效率低下的问题,攻克了换热管内结垢的顽症。他将这种技术命名为“洁能芯”,获“十二五”国家科技支撑计划重大项目支持。其成果在化工和电力行业应用效果显著,被中国石化联合会专家鉴定评价为国际领先。
通过研究“洁能芯”转子与管内介质相互作用的动力学和传热学原理,他确定了转子结构参数和介质流速与转子转速之间的关系,取得了转子速度场、介质流场与传热温度场之间协同作用强化传热的良好效果。通过仿真模拟和可视化实验研究,揭示了转子在线自动清洗传热管内壁的作用机理。在强化传热理论基础上,他通过结构优化、流体动力学、材料化学和成型工艺等方面的大量实验和理论研究,避免了螺旋扭带或胶球清洗等技术存在直接刮磨管壁的缺陷,保证了换热设备的安全。
实践证实了这一创造的显著成果。在50MW到600MW的火力发电系列机组凝汽器上的实际应用结果表明,采用这一新技术,可以使凝汽器真空度提高,机组发电煤耗率降低。西安热工研究院对示范机测试结果表明,600MW燃煤发电机组,使用该技术后每年可节约标煤4600吨,节能降耗效果显著。
2019年疫情初期,他的团队受命承担了抗疫应急项目。当时小小的口罩成了奇缺物。他带领科研团队将多年研发的“彩虹丝”纳米纤维膜应用到口罩生产领域。“彩虹丝”是一种能阻隔新冠病毒的纳米纤维材料。纳米尺度的超细纤维层叠网相当于给新冠病毒建造了一座“迷宫”,具有病毒阻隔效率高而呼吸阻力低的特点。这个项目缓解了市面上口罩紧缺的状况,援助了抗疫斗争。他还带领团队紧急研发出3D复印护目镜、“彩虹丝”纳米纤维膜口罩和“新风正气”防冠面罩三大防护产品,应急制造出防疫物资累计超过10000余套,全部捐赠给湖北省抗疫一线的医护人员、环卫工人和志愿者,以及北京、湖南、辽宁、广东等地的抗疫一线单位。段雪院士特地为他的团队题词称赞:“彩虹收雨,光风霁月”。“彩虹丝”聚合物纳米纤维绿色高效制造技术荣获2023年度国家技术发明二等奖。
2023年,他在国际期刊《清洁能源科学与技术》发表了《清洁能源的曙光:强化传热辐射制冷与“鞭炮式”可控核聚变发电系统》论文,这是向能源科技领域的巅峰发起冲击。他的创新思想格外引人注目。
鉴于能源领域氘氚核聚变科技竞争进入关键冲刺阶段,解决聚变持续时间赛道上步履艰辛且无法走向工业化的困局,他原创性地提出“鞭炮式”飞轮缓冲蓄能多堆接力循环运行的全新思路。
鉴于核聚变超高温反应条件对冷却效率的严苛要求,在塑料精密成型技术的基础上,他进一步采用纳米纤维辐射制冷的功能,拟拓展应用到凉水塔等方面,提高冷却效能,减少聚变反应器“炮竹”配置数量,在较低成本的条件下实现“鞭炮式”聚变反应持续发电系统工业化。
岁月不负拼搏人。他在高分子材料加工成型装备研究领域奋斗了30多年,带领团队承担国家自然科学基金项目、国家科技支撑计划项目、国家重点研发计划项目以及产学研合作项目等60多项,创新成果获国内外授权发明专利350余件。他发表学术论文600余篇,出版《塑料精密注射成型原理及设备》和《Advances in polymer processing》等中英文著作,作为第一完成人荣获国家技术发明奖二等奖和国家科技进步奖二等奖和10余项省部级科技奖。
他在本领域的知名度越来越高。他入选了北京市“新星计划”、教育部“新世纪优秀人才支持计划”,成为教育部“长江学者”特聘教授,担任了中国塑料加工协会专家委员会主任、《Clean Energy Science and Technology》联合主编,以及多种学术期刊的副主编、编委等。
从英蓝团队到桃李天下
杨卫民不是一个人在赶路,而是带领团队、指导学生们一起前进。
“英蓝”就是他带领的团队之一。其全称是“北京化工大学高分子材料加工成型与先进制造英蓝实验室”。这是一支创新能力强、具有很大发展潜力的研究队伍。在他的带领下,创新团队围绕“高端装备制造”和“新材料”两大战略新兴产业发展的国家重大需求开展研究,在“高分子材料加工成型高端装备”领域系统深入地开展高分子材料精密成型原理及装备、高分子材料加工成型重大关键装备、高分子材料加工成型微纳制造装备以及节能装备等研究工作。
实验室先后承担“十一五”“十二五”国家科技支持计划、“十三五”“十四五”国家重点研发计划项目、“111计划”引智基地、国家自然科学基金、北京市自然科学基金,深圳、福建、宁波和山东等重点研发计划项目以及企业横向合作项目等80余项。工业应用创造了巨大的经济和社会效益。
团队创新发明了一种扭转式的微纳层叠挤出模具,获得了中国发明专利授权和美国专利授权。其分层均匀性好,流动阻力低。该发明专利技术可应用于高端光学膜、汽车挡风玻璃贴膜、超高压海底电缆等方面。
除了在科研上取得巨大成就外,团队的人文关怀也做到了温暖体贴,如春风化雨般滋润每个英蓝人的心田。在杨卫民看来,团队的建设和发展要靠大家共同的努力。除了在科研教学工作中相互帮助、相互支持以外,更要关心关注大家生活中的困难。“现在的年轻教师负担重,我们有义务、有责任帮助他们!”
2012年,刚刚毕业留校的一位年轻教师想利用国庆假期回家帮助年迈的父母抢收玉米。杨卫民仔细询问了他家里的详细情况和面临的困难后,当即决定,带领团队成员一起去他家帮助收玉米:“我们自带干粮,尽量不给你家添麻烦。”
10月1日,国庆长假第二天,杨卫民带领团队一行9人踏上前往山西的火车。经过多次换车和数公里山路的步行,8个小时后大家才到达了这位新教师的家乡。
第二天一大早,大家就直奔玉米地。团队很多人从来没有干过农活,但大家依然热情高涨,没有一个叫苦的。中午大家围坐在一起,一口干粮,一口凉开水。直到晚上6点多大家才收工。
仅两天时间,六亩地里的玉米全部收割完成。年轻教师的父亲说,“看到孩子有这么好的领导和同事,能在这样的单位工作,我们很放心、很高兴”。
杨卫民从来没有忘记自己的教师责任。他培养学生的理念之一,就是让学生在江河湖海中学习游泳、在大风大浪中锻炼成长。他培养出了一批批优秀的学生,如今有的成了国防科研单位和企业的骨干,有的成长为大学教授。
在培养学生中,他力行“放养”,充分释放学生自主创新能力。他指导的多名学生连续5年获得国家奖学金。北京化工大学学生最高荣誉——校长奖设立至今整整10年,每年在两万多学生中仅选拔10位,其中8年获奖者中都有他的学生。他指导的学生不仅强调基础理论研究,还能真正让技术落地。
“正三观,明两理,守一心”,是他教育学生的名言。他说,正三观就是要树立正确的世界观、人生观和价值观。教育不仅是传授知识,更是培养学生有宽广的国际视野,成为具有全球意识和跨文化交流能力的人。在日新月异的世界格局中,要引导学生理解并尊重多元文化,培养他们的国际竞争能力。
他常会想起当年学过的日语教材中的一句话:“人生的目的,不是简单容易就能够看得到啊”。他说,正确的人生观就是要有积极向上的人生态度,以乐观的心态去面对生活的挑战。教师的言行举止,对学生有着深远的影响。因此,他要以身作则,要传递正能量,引导学生树立正确的人生目标,并为之努力奋斗。
2014年,他获得了“全国优秀教师”荣誉称号,在人民大会堂受到了表彰。“践行社会主义核心价值观,做让党放心人民满意的好教师”成了他育人的座右铭。在教学中,他注重培养学生的道德品质和人文素养,引导学生形成正确的价值判断和行为选择。
在他的心目中,“明两理”就是从哲学高度,本质性、系统性地弄明白客观世界和主观世界的两大基本原理:一是对客观世界的科学认知本质上源于“物理”,二是对主观世界的科学认知源于“心理”。
物理的根源在于强相互作用力和弱相互作用力。而心理的作用也可归结于力,那就是凝聚力、影响力、号召力⋯⋯他认为“人之心力与体力合行一事,事未有难成者”。
守一心,就必须要有仁爱之心!只有爱生如子,才能乐教好学!作为一名大学老师,他坚守赤子之心。他说,天真无邪如赤子,是伟大科学家的共性品质!
以立德树人为己任,尽心竭力培育优秀人才。关心学生,联系多家企业,建立社会奖学金,资助品学兼优和生活相对困难的学生。这是学校工会对他的肯定。
他获得了“北京市先进工作者”“全国优秀教师”等荣誉称号。这是社会对他的赞誉。
更多的肯定和赞誉,其实在许多和他打过交道、共过事的人和教过的学生心中。
他的赤子之心,表现为爱母亲、爱学生、爱学校、爱事业、爱祖国!爱的彻底,爱的纯粹!
从健康之星到心脏大修
2018年,他出任机电学院院长,在教学科研满负荷的肩膀上又加了一副担子,工作压力急剧增加。他像一台永动机一样工作。为了充分利用时间,他经常是千里出差一日回。他10多年没去过校医院,也没有报销过医药费,曾被工会评为“健康之星”。
彼时,他刚刚完成十二五应用示范项目的任务,又牵头承担了首批启动的十三五国家重点研发计划项目。他想着还能像过去一样冲锋陷阵,不料却倒在了战场上。
那是一个他永生不会忘记的日子。2018年11月27日,天还没亮,他就赶往首都国际机场,乘坐早6点多的头班飞机奔赴宁波出差。10时许,他突然感到胸口疼痛,坚持到中午也没有好转。同事劝他去医院看看。在急诊大厅一检查,把所有在场的医生都吓坏了。整个大厅就像拉响了空袭警报一样。穿着白大褂的大夫们直冲他跑了过来,嘴里一个劲儿地大声喊着:“夹层、夹层⋯⋯” 他当时感觉奇怪,懵懵懂懂的不知何故直接被推进了ICU。
之后的几天是如此的漫长。从宁波第七医院,转到李惠利医院,最后又转到了上海德达医院。他被直接推进手术室实施全身麻醉的开胸大手术,进行了心脏主动脉大血管置换修复。直到这时,他才逐渐了解到,这种心脏主动脉“夹层”是致死率极高的凶险疾病。
“如果那天早上,不为赶当天往返而乘坐早上6点多的头班飞机,或许就不会酿成那场灾难。”现在回想起来,他说,真的是“血泪斑斑、教训深刻!”
不摆谱,不摆架子。回家就讲一口家乡话。这是杨卫民的标配,也是他不忘根、不忘本的见证。这是家乡媒体对他的评价。
痛苦和荣誉都成过往。
即将六旬的他对明天依然无限憧憬。
科技兴则民族兴,科技强则国家强!
他十分清楚,当今世界,国际科技竞争达到了白热化的程度。为了祖国、为了人民、为了事业,他还将不懈努力。