本刊記者 李 靜

羅二倉：為中國低溫制冷技術(shù)上下求索

本刊記者 李 靜

羅二倉

從“學(xué)著做”到獨立“制造”，從“跟著走”到“自主化”再到“走出去”，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所向世界頻頻展現(xiàn)自己不斷壯大的“熱聲制冷”實力、“熱聲制冷”貢獻(xiàn)與“熱聲制冷”人才隊伍。在這里面，作為中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所副所長、中國科學(xué)院低溫工程學(xué)重點實驗室主任的羅二倉，寫下了屬于自己的輝煌。

熱聲制冷，源于一份樸素的愛國情懷

熱聲現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)至今已有200多年的歷史，但熱聲學(xué)研究的繁榮卻只是最近30多年的事。N.Rott從20世紀(jì)60年代開始建立定量的熱聲理論，首次對熱聲現(xiàn)象進(jìn)行了分析，由此，大大激發(fā)了人們的研究興趣。最近10多年中，熱聲現(xiàn)象在制冷領(lǐng)域的研究開發(fā)成了一大研究熱點。

與美國歐洲等國家相比，在上世紀(jì)90年代以前，我們國家在制冷與低溫技術(shù)上顯然差距很大。所謂“落后就要挨打”這句于1931年2月4日，斯大林在全蘇社會主義工業(yè)工作人員第一次代表會議上發(fā)表《論經(jīng)濟(jì)工作人員的任務(wù)》的演說中提出至理名言，放在任何時候都不會過時。上世紀(jì)90年代的中國在低溫技術(shù)上也經(jīng)歷技不如人，被人瞧不起的歷史境遇。這種境況，對一直投身新型制冷技術(shù)研究上的羅二倉來說，是看在眼里，急在心里。

他說，制冷與低溫技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及高科技發(fā)展中起著十分重要的作用。并且，制冷與低溫技術(shù)在高技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，比如航空航天、液氫發(fā)動機(jī)，包括空氣分離等都需要通過低溫將空氣中的氫氣和氮氣分離出來。

帶著對國家制冷與低溫技術(shù)發(fā)展的熱切期盼，在多次出外訪學(xué)、學(xué)成歸來之后，羅二倉便開啟了中國自己的制冷技術(shù)的研發(fā)。熱聲制冷技術(shù)就是羅二倉為國家制冷技術(shù)發(fā)展交上的一份令人鼓舞的答卷。

傳統(tǒng)的制冷技術(shù)是通過機(jī)械壓縮機(jī)的運動往復(fù)來達(dá)到制冷的目的，其中有一個問題就是機(jī)械運動需要潤滑，而潤滑油在低溫條件下，比如零下40～50度時容易凝結(jié)固化，阻塞換熱器通道，輕者影響制冷效果，重者導(dǎo)致制冷機(jī)不能工作。

存在問題，就得解決問題，社會就是在不斷解決問題中得到進(jìn)步。對傳統(tǒng)制冷技術(shù)存在的這些問題，各國學(xué)者尋找、研發(fā)可替代傳統(tǒng)制冷技術(shù)的更具優(yōu)越性的新技術(shù)。經(jīng)過多年的探索，一項以熱產(chǎn)生聲波，并由聲波產(chǎn)生制冷效應(yīng)的完全物運動部件的“熱聲制冷技術(shù)”，出現(xiàn)在了人們面前。

熱聲制冷技術(shù)是全新的制冷技術(shù)。世界上許多的物理學(xué)家和機(jī)械工程師們都致力于研究這種基于熱聲理論的新型熱機(jī)和制冷機(jī)?，F(xiàn)在，熱聲制冷技術(shù)無論在理論方面還是在工程方面都取得突破性進(jìn)展。

“熱聲技術(shù)是一種利用熱聲效應(yīng)的新型能源轉(zhuǎn)換和利用技術(shù)，它具有環(huán)保、高可靠和高效率等潛在優(yōu)點，是目前國際上能源領(lǐng)域和制冷領(lǐng)域里十分活躍的研究前沿和熱點之一?！绷_二倉如是說。

自上個世紀(jì)90年代以來，羅二倉就帶領(lǐng)課題組對熱聲制冷技術(shù)埋頭苦研。20多年過去了，羅二倉，在熱聲技術(shù)研究方面取得了重大進(jìn)展和突破，使我國熱聲研究水平處于國際前列，并受到了國內(nèi)外同行專家的矚目。

在熱聲技術(shù)研發(fā)中，羅二倉實現(xiàn)了壓比可達(dá)到1.3以上的高壓比“聚能型熱聲發(fā)動機(jī)”，使得我國在熱聲發(fā)動機(jī)技術(shù)方面取得巨大的突破。羅二倉說，過去國際上采用的大多是駐波發(fā)動機(jī)，到了1999年才開始用行波發(fā)動機(jī)，他所在的研究團(tuán)隊是國際上這一領(lǐng)域的先驅(qū)者之一，突破了長期以來國際上一直滯留于熱聲發(fā)動機(jī)低壓比而不能有效開拓?zé)崧暭夹g(shù)利用的困境。并且，這項技術(shù)還可使熱聲發(fā)動機(jī)的效率提高20%～50%。同時，羅二倉提出了熱聲發(fā)動機(jī)驅(qū)動熱聲制冷機(jī)的高效耦合機(jī)構(gòu)——“聲學(xué)壓力波放大器”，這可使熱聲制冷整機(jī)效率可提高2～3倍。

在以上研究成果的基礎(chǔ)上，2004年～2006年期間，羅二倉團(tuán)隊研發(fā)的完全無運動部件熱聲驅(qū)動單級、雙級脈沖管制冷機(jī)分別在國際上首次突破液氮和液氫溫度。此外，羅二倉在國際上率先開展了于普冷溫區(qū)的雙行波熱聲制冷機(jī)的研究工作，所取得的實驗成果突破了以往駐波熱聲制冷系統(tǒng)效率低、制冷量小的瓶頸。這項研究工作為取代以氟氯烴為工質(zhì)的傳統(tǒng)制冷機(jī)帶來了希望。

近年，羅二倉團(tuán)隊又結(jié)合國家”煤改電煤改氣”的大氣污染清潔治理行動，提出了全新的燃?xì)饪諝庠礋崧暉岜霉岵膳录夹g(shù)。這項技術(shù)一次能源效率可望達(dá)到煤氣燃燒供熱技術(shù)的近2倍。這有望為我國京津冀等北方大部地區(qū)提供一種清潔高效的供熱采暖技術(shù)，具有巨大市場應(yīng)用前景。

一項項突破性的科研成果接踵而至，羅二倉未曾忘懷的是為國家熱聲制冷技術(shù)獻(xiàn)智獻(xiàn)策這一最初目標(biāo)。在攻下一道又一道科研難關(guān)，拿下眾多科研成果后，羅二倉把目光又投向了如何讓科研成果實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。技術(shù)轉(zhuǎn)移，產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合，便是這位學(xué)者為推進(jìn)中國熱生制冷技術(shù)發(fā)展又一深深的思考與行動。

技術(shù)轉(zhuǎn)移，源于科研工作者承擔(dān)的使命

把自己的研究成果應(yīng)用到實際生活中，提高人們的生活水平，促進(jìn)社會向前發(fā)展，羅二倉說，這既是每一位科研者的追求與使命，也是他科研工作的動力所在。

從羅二倉帶領(lǐng)課題組對熱聲制冷這一前沿技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)開始到現(xiàn)在，他取得了驕人的成績，然而，他并沒有止步于實驗室，而是積極尋求將技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化?！澳脟业腻X做科學(xué)技術(shù)研究，總要做出點實實在在、造福于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，造福社會的事情?！绷_二倉說，這是他一直深深信奉的信念。

2003年至2005年期間，羅二倉作為中國科學(xué)院二期知識創(chuàng)新工程項目“新型深冷混合工質(zhì)超低溫冰箱產(chǎn)業(yè)化前期研究”的負(fù)責(zé)人之一，他與合作者共同解決了把該技術(shù)應(yīng)用在超低溫冰箱中的若干關(guān)鍵技術(shù)和工藝難題，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。這使我國的超低溫冰箱技術(shù)實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展?！俺蜏乇浼夹g(shù)的研發(fā)在國際上處于前列。原來美國、日本等國產(chǎn)品占有我國絕大部分市場，現(xiàn)在我國自己的產(chǎn)品占了主導(dǎo)地位。而且該產(chǎn)品還遠(yuǎn)銷國外，產(chǎn)生了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。”

2007年，羅二倉又開始了熱聲技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實施工作。

這一年，羅二倉帶領(lǐng)團(tuán)隊與深圳力函科技在深圳成立了注冊資本2000多萬元的深圳中科力函熱聲技術(shù)有限責(zé)任公司。這是國際上第一個致力于將前沿?zé)崧暭夹g(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的公司。經(jīng)過近10年艱苦卓絕的努力，羅二倉團(tuán)隊克服大量實驗室研究工作的科技難題，解決了實用化中的關(guān)鍵技術(shù)。目前，熱聲技術(shù)在低溫制冷領(lǐng)域和太陽能領(lǐng)域的應(yīng)用研究取得突破進(jìn)展，已成功研制出國際效率最高的低溫?zé)崧曋评錂C(jī)產(chǎn)品樣機(jī)和世界上首臺太陽能熱聲發(fā)電系統(tǒng)，并開始獲得應(yīng)用或示范。

目前，中科力函熱聲技術(shù)公司生產(chǎn)的小型低溫?zé)崧曋评錂C(jī)在多種高端儀器（高溫超導(dǎo)濾波器、核輻射探測器和氣體分析儀器等）中應(yīng)用，并已成為國際上核輻射探測器冷卻的最大供應(yīng)商，產(chǎn)生了顯著的社會影響和效益。

熱聲技術(shù)非常新，難度也相當(dāng)大。作為熱聲技術(shù)行業(yè)的開拓者，羅二倉面臨的困難更是多之又多。如何把一個個困難解決掉？他只說道，攻堅克難是每一位科研工作者必備的素質(zhì)，你只要舍得花時間，困難就不是事兒。這么多年來，羅二倉加班加點，把所有的時間都撲在了科研上，才有了中國熱聲制冷技術(shù)的發(fā)展。

服務(wù)群眾，源于一名共產(chǎn)黨員的榮光

如果說，羅二倉在科研工作方面成績突出，是業(yè)界學(xué)習(xí)的榜樣的話，那以身作則的工作態(tài)度，服務(wù)群眾，為社會公益事業(yè)奔走、出力，則使他贏得了更多人的尊重與敬佩。

羅二倉作為支部書記和紀(jì)委委員，以為黨做事、為黨員群眾服務(wù)感到光榮。在四川汶川大地震等抗震救災(zāi)中，羅二倉帶頭踐行黨的先鋒模范作用，號召支部黨員積極捐款捐物，并帶頭交納特殊黨費。多年來，羅二倉積極支持理化技術(shù)研究所內(nèi)科研工作的全面發(fā)展，不計個人得失，任勞任怨。在2009年爭取中國科學(xué)院低溫工程學(xué)重點實驗室成立的申請中，他放下自己課題組的科研工作，為準(zhǔn)備申請重點實驗室的各種材料，每天工作到深夜，投入了1個多月時間。羅二倉的勞苦工作為重點實驗室的成功申請做出了重大貢獻(xiàn)。

在青年職工和研究生教育方面，羅二倉積極探索培養(yǎng)模式，切實為青年人的長遠(yuǎn)發(fā)展考慮，鼓勵他們勇于創(chuàng)新，承擔(dān)科學(xué)重?fù)?dān)。

今年，羅二倉邁入知天命的門檻。但是，現(xiàn)在，他依然在熱聲制冷技術(shù)領(lǐng)域不斷超越、創(chuàng)新，為突破更多熱生制冷技術(shù)的瓶頸而奮進(jìn)。在羅二倉看來，選擇科研，就是一條漫漫上下求索的人生之道，而他，已為迎接一輪輪新的挑戰(zhàn)，在時刻準(zhǔn)備著。