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薛群基院士：從“摩擦學(xué)金獎(jiǎng)”跨界海洋材料損傷防護(hù)

2025-03-19 15:37:22 作者：腐蝕與防護(hù) 來源：腐蝕與防護(hù) 分享至：

從“摩擦學(xué)金獎(jiǎng)”跨界海洋新材料

薛群基

（1942.11— ）

特種潤滑材料和防護(hù)材料專家。中科院蘭州化學(xué)物理研究所研究員、所學(xué)委會(huì)主任，中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員、所科技委主任。

20世紀(jì)70年代開始材料結(jié)構(gòu)與性能、特別是摩擦表面和界面的研究，80年代初在美國密執(zhí)安大學(xué)研究潤滑失效機(jī)理，80年代中期建立了中科院固體潤滑材料實(shí)驗(yàn)室（蘭州），主要從事材料摩擦化學(xué)的基礎(chǔ)研究，航天、航空、海洋工程等高技術(shù)領(lǐng)域用特種潤滑材料和防護(hù)材料的合成、制備、表征及應(yīng)用技術(shù)的研究，為國家重點(diǎn)工程的實(shí)施做出了重要貢獻(xiàn)。

近年來，他又組建了中科院海洋新材料與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（寧波），在海工裝備和材料損傷與防護(hù)、流體減阻等方面做出了有影響的重要成果。他曾獲得5項(xiàng)國家自然科學(xué)獎(jiǎng)和發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)及10余項(xiàng)省院級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)；發(fā)表學(xué)術(shù)論文400余篇，專著4部。1997年當(dāng)選為中國工程院院士。

薛群基

英國駐華大使為薛群基院士頒獎(jiǎng)

2012年2月27日，北京英國駐華大使館內(nèi)高朋滿座，英國駐華大使塞巴斯蒂安·伍德勛爵代表國際摩擦學(xué)理事會(huì)，將2011年度國際摩擦學(xué)領(lǐng)域最高獎(jiǎng)“摩擦學(xué)金獎(jiǎng)”授予了薛群基院士。“摩擦學(xué)金獎(jiǎng)”是摩擦學(xué)成就的國際最高獎(jiǎng)勵(lì)，這是該獎(jiǎng)項(xiàng)第一次授予中國科學(xué)家。

但讓人驚奇的是，多年行走在摩擦學(xué)之巔的薛群基院士，近年來卻在海洋防護(hù)材料及創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面呼聲漸大。從仰望星空到涉足深海，從潤滑材料到海洋防護(hù)材料，這個(gè)跨度不可謂不大。

做中國戰(zhàn)略潤滑力量

葉叔華從中山大學(xué)天文系畢業(yè)后，赴母校香港德貞女中任教，于 1951年回到上海，在中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)上海徐家匯觀象臺(tái)測時(shí)組開始了天文生涯，成為新中國第一位女性天文研究員。

薛群基院士是我國材料化學(xué)和特種潤滑材料領(lǐng)域主要的學(xué)術(shù)帶頭人之一，多年從事特種潤滑材料及摩擦化學(xué)研究。在我國老一代潤滑材料科學(xué)家陳紹澧先生的指導(dǎo)下，從1965年讀研究生起開始了潤滑材料與摩擦學(xué)的研究生涯。

作為一個(gè)普遍存在的自然現(xiàn)象，摩擦耗能、磨損會(huì)使材料失效，潤滑就成為降低摩擦、減少磨損的主要方法。薛群基前期所從事的相關(guān)研究正是在摩擦化學(xué)研究的基礎(chǔ)上合成出新型潤滑材料以降低摩擦、減小磨損，保障機(jī)械設(shè)備的安全運(yùn)行。

“有重要任務(wù)，速速回國。”1982年，作為我國第一批在美國學(xué)習(xí)的訪問學(xué)者，薛群基連續(xù)收到時(shí)任中科院蘭州化物所所長申松昌先生的3封電報(bào)。面對(duì)召喚，沒有猶豫，甚至沒有惋惜幾個(gè)月后就要拿到的博士學(xué)位，薛群基即刻啟程返回蘭州。

回國后，薛群基接受的第一個(gè)重要任務(wù)是中國科學(xué)院重點(diǎn)項(xiàng)目——新型潤滑油添加劑。“當(dāng)時(shí)我國正處于部署制造業(yè)大國階段，要解決重載高速裝備在高溫高負(fù)荷下的潤滑難題。”薛群基說。

薛群基院士（中）和科研人員在實(shí)驗(yàn)室

也就是這一年，在黨鴻辛先生（1997年當(dāng)選中國科學(xué)院院士）的支持下，薛群基和歐陽錦林、徐錦芬、張緒壽等專家一起，確立了潤滑學(xué)科以材料表面摩擦化學(xué)為基礎(chǔ)、以高技術(shù)應(yīng)用為出口的學(xué)科定位。

1985年，薛群基提出并編寫了中國科學(xué)院固體潤滑開放研究實(shí)驗(yàn)室的申請(qǐng)書送往北京。1987年，經(jīng)中科院批準(zhǔn)，蘭州化物所“固體潤滑開放研究實(shí)驗(yàn)室”成立，薛群基任實(shí)驗(yàn)室主任，黨鴻辛任實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任，主要致力于研究和解決我國航天、航空等國家高技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵潤滑材料與技術(shù)問題。在這個(gè)研究實(shí)驗(yàn)室里，他耗費(fèi)了大半生的心血，培養(yǎng)了近百位青年才俊，也收獲了前半生幾乎所有的成功和喜悅。

怎樣能讓潤滑材料發(fā)揮更大功效，服務(wù)高精尖工程，是薛群基曾經(jīng)每天都在探究的問題，也是他從領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)立實(shí)驗(yàn)室之初就設(shè)定的發(fā)展方向。

如今，我國的潤滑材料科學(xué)和技術(shù)大體上與國外先進(jìn)水平處于并跑態(tài) 勢(shì)。薛群基院士終于可以自豪地表示，“當(dāng)前，我國已經(jīng)成為摩擦學(xué)研究與應(yīng)用的大國。”

而此時(shí)，另一個(gè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃對(duì)這位擅于帶領(lǐng)突破的材料科學(xué)家早已期盼多時(shí)。

為國家海洋戰(zhàn)略護(hù)航

近年來，隨著國際形勢(shì)的變化及海洋權(quán)益的激烈爭奪，海域的重要地位逐漸凸顯出來。我國從被動(dòng)掌控近海領(lǐng)域到走向大洋，落實(shí)國家海洋戰(zhàn)略的任務(wù)日益迫切。

與1982年6月的電召回國類似，面對(duì)國家需求，薛群基再次義無反顧地做出了選擇。“從空間應(yīng)用材料到海洋應(yīng)用材料，這是一個(gè)很大的跨度，一方面是國家需求，一方面我覺得這么多年國家對(duì)我的培養(yǎng)以及工作中的鍛煉，我應(yīng)該有責(zé)任也有能力去開拓一個(gè)新的研究領(lǐng)域。”

2009年起，薛群基院士加入中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在海洋材料、防腐耐磨及功能薄膜與涂層、防污減阻材料等方面開展科研工作。

腐蝕是新興海洋工程、海島工程等領(lǐng)域裝備、設(shè)施安全性和服役壽命的重要影響因素之一，尤其在熱帶海洋環(huán)境中的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和開發(fā)，面臨著嚴(yán)峻的腐蝕危機(jī)，使我國重大工程和裝備的可持續(xù)發(fā)展受到極大的影響。

“尤其是在南海區(qū)域高溫高熱、高鹽分、高濕度，對(duì)海域工程設(shè)備腐蝕非常明顯，一般的不做腐蝕防護(hù)的鋼材，在南海島礁大概只有六七個(gè)月的壽命。”薛群基院士早早做了精確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

據(jù)侯寶榮院士領(lǐng)導(dǎo)的調(diào)查，僅2014年我國腐蝕總成本就超過2.1萬億人民幣，約占當(dāng)年 GDP的3.34%。

薛群基院士

2018年國慶首日，“世界最高輸電鐵塔”在浙江舟山順利結(jié)頂，該型鐵塔坐落在舟山金塘島和冊(cè)子島，全高380米，跨越距離2656米，創(chuàng)下輸電鐵塔高度、總重、塔頭尺寸等一系列世界紀(jì)錄。塔身紅白相間的涂料并非普通涂層，而是由中科院寧波材料所薛群基院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制生產(chǎn)的石墨烯改性重防腐涂料，比傳統(tǒng)鍍鋅涂層防護(hù)壽命可以提高3倍。

薛群基院士表示，石墨烯的二維六方結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)越的物理阻隔性，甚至連惰性氣體氦原子也無法穿過，因而穿上石墨烯“防腐外衣”的 “世界最高輸電鐵塔”，其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)耐鹽霧壽命將超過9000小時(shí)。目前該成果已通過中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)鑒定，處于國際領(lǐng)先水平。

2020年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的石墨烯重防腐涂料在國家“一帶一路”海外重大工程——柬埔寨200兆瓦雙燃料電站與印尼雅萬高鐵項(xiàng)目建設(shè)中實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用。解決了四代核能鈉冷快堆組件在高溫液鈉-力-輻射極端服役環(huán)境中面臨腐蝕-磨損強(qiáng)耦合損傷問題，研發(fā)出涉鈉極端環(huán)境超厚、高承載、低摩擦強(qiáng)化耐蝕涂層，成功應(yīng)用于快堆動(dòng)導(dǎo)管等600余件快堆組件，成功實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代，保障了我國首座鈉冷示范快堆的自主可控。