周錦童 劉思彤
從“蛟龍”號到“奮斗者”號,從7062米到10909米,中國載人深潛團隊歷時8年打破萬米深海的桎梏。年僅33歲的中國科學院理化技術研究所項目研究員嚴開祺作為“奮斗者”號全海深載人潛水器結構系統(tǒng)的副主任設計師,為“奮斗者”號總裝集成提供核心技術支撐,為實現(xiàn)“奮斗者”號關鍵技術國產(chǎn)化目標作出突出貢獻,他也因此榮獲“中國青年五四獎章”。
2017年,嚴開祺開啟深海材料研究之旅。研究核心材料是一個延續(xù)性的過程,對于浮力材料的核心要件—空心玻璃微球來說更是如此。嚴開祺和團隊始終致力于深入研究對國民經(jīng)濟有重大影響或者滿足國家重大需求的微米級球形粉體新材料,并進一步拓展它的應用邊界。目前,世界上生產(chǎn)空心玻璃微球材料的只有3家美國公司,國際上激烈的競爭環(huán)境、國家間高壓的科技限制為嚴開祺和團隊設置了重重阻礙,他們必須啃下這塊硬骨頭。
萬米深潛對全人類來說都是一個巨大挑戰(zhàn),擁有自主可控的核心技術,才能提升基礎材料的保障能力。大概有兩三年,無論嚴開祺和團隊如何調(diào)整配方和優(yōu)化方案,都很難做出強度足夠高的產(chǎn)品。從一天做一個實驗,到后來從早到晚交叉做兩個實驗,這個過程重復了上千次。嚴開祺連做夢都在想,到底是哪里沒有做到位,哪里設計得不合理。
針對關鍵工藝,嚴開祺和團隊開始摳細節(jié)、試材料,反復分析、計算和設計,并對每一個參數(shù)進行調(diào)整、改造和升級,失敗的廢品堆得像小山一樣高。終于在某一天,他們找到了關鍵的“爆點”,突破階段性的瓶頸。
完成實驗室的樣品設計只是萬里長征第一步,對于嚴開祺和團隊而言,最后的批量生產(chǎn)與應用是更加復雜的考驗。
在這樣一個可以載入史冊的大項目背后,嚴開祺付出了太多努力。他們最早在通州租用農(nóng)民院子作為實驗基地。那里“冬冷夏熱”,并不是一個規(guī)范的實驗室,研發(fā)物資也十分緊缺。有時為了改造一些設備,工人師傅不得不去垃圾堆里撿東西,在買不到也來不及的情況下,只能把別人丟掉的鋼管或其他支架撿回來焊接,自己進行改造。
萬米載人潛水器的研發(fā)和應用有明確的時間節(jié)點,除了承擔研發(fā)重任,嚴開祺還是各部門的溝通紐帶。協(xié)調(diào)研究任務,明確任務進度,他在研發(fā)者和管理者兩種角色中努力做好切換,從而確保任務順利開展,按期交付。
2020年11月10日8時12分,中國“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底,坐底深度10909米。這不僅標志著我國在大深度載人深潛領域達到世界領先水平,更證明了我國已在深海科技探索道路上實現(xiàn)真正“國產(chǎn)”。
當?shù)弥皧^斗者”號即將刷新世界下潛紀錄時,周圍的人已經(jīng)準備好歡呼雀躍。作為結構系統(tǒng)方向的研究人員,比起下潛深度,嚴開祺更關心下潛過程和狀態(tài)。直到“奮斗者”號成功到達水底,他心里的石頭才落地。這是成千上萬次實驗才換來的成果,那份成果是真切且踏實的。
嚴開祺和團隊主攻的空心玻璃微球技術不僅服務于國家戰(zhàn)略,也面向市場需求,在隔熱、隔音、耐高溫、耐磨等領域,都有著廣泛應用。下一步,嚴開祺和他的團隊將致力于實現(xiàn)新材料的多功能化,一方面布局相關的基礎研究,另一方面推動新技術的產(chǎn)業(yè)化。他們要用小小的空心玻璃微球,載起偉大的強國夢。
(作者系中國科學院大學記者團成員)
編輯:閆奕
校對:林燕、白翔