雷清泉:盯住“有希望的点”
年2月1日,雷清泉主持的研究成果“新型半导电聚省醌自由基高分子粉末材料的制备及其传感器应用”获得国家技术发明二等奖。他带领课题组经过13年的艰辛努力,率先在世界上解决了应用半导电省醌黑高分子粉末材料制作压力及温度传感器的科技难题,为我国油气开发和振兴东北老工业基地建设作出了卓越贡献。
年,已当选中国工程院院士14年的雷清泉,在没有任何项目基金资助的情况下,凭着执着探索和思想创新,在世界纳米电介质领域的研究中再谱华章,首次命名了纳元胞及超绝缘体并获得了实验验证,在纳米结构材料上获得极高的击穿强度,实现了通过结构构筑,以调控材料性能的目的。这是纳米电介质研究领域的突破性进展,它突显了时间上的超前性,科学上的概念创新性,技术上的潜在颠覆性,其影响并不亚于在《NATURE》和《SCIENCE》刊物上发表前沿或热点性跟踪性论文。
这一成果发表在国际著名刊物《NanoEnergy》上,为雷清泉的八十寿诞献上了一份具有特殊意义的生日礼物。
信念
年,雷清泉出生在四川省岳池县中和乡,年幼时父母双亡,靠着姑姑接济生活。读完小学后,他辍学在家务农。13岁时,乡干部找到家里,使他享受到全额助学金及生活补助费,一直到读完大学。
年,雷清泉以优异的成绩考入西安交通大学,师从我国电介质物理的开创者、奠基人陈季丹教授。陈季丹博学严谨的学术造诣和执着研究的求索精神深深地感染着雷清泉,引领他遨游科学的海洋,也坚定了他沿着恩师的研究方向笃定前行的信念。
年,雷清泉从西安交通大学毕业后,坚决服从国家分配,来到哈尔滨电工学院任教。年—年,他在德国汉诺威大学做访问学者,从事高压绝缘材料中空间电荷理论研究。其间,他清醒地看到我国与发达国家之间的悬殊差距。一颗强烈的爱国心使他暗下决心:科学研究就是要争取第一,只有第一,才有意义。
在学习期间,雷清泉放弃了一切旅游休闲机会,甚至把行李搬到实验室,进行介电现象的理论与应用研究。回顾那段经历时,他说:“在我看来,旅游什么时候都可以,但学习的好机会,一旦错过,就再也不会回来了。”
“我童年就失去父母,是党和国家送我上学,支持我的生活,我唯有勤奋工作才能回馈这份恩情。”雷清泉感慨地告诉笔者。归国后,他把研究目光瞄准了电气绝缘领域前沿及相应交叉学科。
当时,如何解决油田电泵井采油生产过程中连续监测井下地层的压力及温度变化问题,一直是世界性科技难题。由于用于监测传感器的制备上所用的半导电高分子材料,尤其是其中的聚省醌自由基高聚物(简称省醌黑)耐热氧化稳定性差,故其规模化应用一直无法实现。
从年起,美国MIT学者Pohl在社会各界的强力资助下,对此类材料的性能做了深入研究,虽然合成了数百种省醌黑,但直到年Pohl去世,仍未解决这一难题。
基于国内外油田市场对新型压力温度传感器的急需,年,雷清泉组建课题组,与团队成员瞄准这一领域的国际难题开始进行攻关。面对没有标准样品、没有参考资料,甚至连生产设备都没有的艰苦环境,他带领团队埋头苦干,专心研究,以惊人毅力和坚定信念,历时13年,历经数百次失败,终于在世界上首次成功研制了用于潜油电泵井下监测的半导电聚省醌粉末材料制备的温度压力双参数传感器。
在该项目申报国家技术发明奖的评审会上,国内知名电子材料学专家韦钰听完答辩后连声称道:“这是原始创新,这绝对是原始创新。”
更令人自豪的是,从传感器材料、传感器设计到传感处理的整个研发过程,都是雷清泉率领团队自主创新完成的,拥有多项发明专利。这一科研成果获得年国家技术发明二等奖。年,雷清泉当选中国工程院院士,时任哈尔滨理工大学校长赵奇动情地说:“雷清泉教授是在哈尔滨理工大学贫瘠的土地上厚积薄发、土生土长的院士。”
在长期从事电介质理论基础研究的同时,雷清泉也特别重视工程实践。在详细研究聚省醌自由基半导电高分子材料的合成方法以及材料特性的基础上,他利用这种材料,成功开发出温度、压力双参数传感器,实现了利用一个器件完成两种参数测量的功能。这种传感器应用于油井中的温度、压力参数测量,大大简化了传统测量系统,显著增加了测量系统的工作寿命,提高了效率,降低了成本,在大庆油田以及我国援建的苏丹油田获得了重要应用。
创新
持之以恒,走创新之路是雷清泉对科学精神的坚守与追求。他善于站在时代和科学的高度,以前瞻性和开拓性的思路把握研究方向,一旦确认目标,即坚持不懈,不达目标绝不罢休。
雷清泉所取得的许多重要成果,都是十年磨一剑,有抱负,有责任,不气馁,不言败。关于创新,雷清泉有他自己的体会:“创新不能只盯着那些在科学上已经开始闪光和发热的亮点,要瞄准国家科技与经济发展的需求,盯住一个隐约有希望的点坚持下去,就可能导致创新。”
雷清泉是国内开展纳米电介质理论研究的开拓者。年,他在电气绝缘领域第一个承担了关于纳米复合聚酰亚胺材料的国家自然科学基金重点项目。在研究过程中,他敏锐洞察到纳米电介质领域存在的问题、解决思路和未来发展方向,盯住这个还未引起科研同行
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