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環(huán)球信息:河南大學(xué)納米材料工程研究中心總工程師張治軍—— 納米量級(jí)上探索微觀世界奧秘（講述·弘揚(yáng)科學(xué)家精神）

2022-09-14 09:49:19來源：人民日報(bào)  

張治軍（中）在查看實(shí)驗(yàn)設(shè)備。河南大學(xué)黨委宣傳部供圖

人物名片

張治軍：1958年生，河南濟(jì)源人，河南大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，河南省“中原學(xué)者”，現(xiàn)任河南大學(xué)納米材料工程研究中心總工程師。主要從事納米材料的制備化學(xué)研究及工業(yè)化技術(shù)開發(fā)，負(fù)責(zé)建設(shè)了河南大學(xué)納米材料工程研究中心中試基地，先后主持開發(fā)了高性能納米潤滑油材料、特種功能納米二氧化硅、高效抗菌金屬納米材料等系列納米材料并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。2019年獲國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。先后被授予全國優(yōu)秀科技工作者和全國模范教師稱號(hào)。


(資料圖片)

辦公桌上幾個(gè)培養(yǎng)皿里，裝著白色的納米二氧化硅粉體。記者拿起培養(yǎng)皿，輕輕搖動(dòng)，只見細(xì)小的粉體轉(zhuǎn)瞬化作流體，在培養(yǎng)皿內(nèi)壁上流動(dòng)?！澳憧?，納米材料很有趣，球形二氧化硅經(jīng)過改性，就像流體一樣絲滑，具有特殊的物理化學(xué)性能?！睆堉诬娬f。

張治軍解釋，納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺寸（1—100納米）或以它們作為基本單元構(gòu)成的材料。當(dāng)材料尺寸小到納米量級(jí)時(shí)，其物理化學(xué)性能會(huì)發(fā)生重大改變，從而具有廣泛的用途。多年來，張治軍致力于推動(dòng)納米材料研究的“實(shí)驗(yàn)室技術(shù)工程化、工程化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化”，促進(jìn)我國納米產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

率先研究納米潤滑材料，找到可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的方法

1982年，張治軍從河南大學(xué)化學(xué)系畢業(yè)后留校任教。當(dāng)時(shí)，在國際上還沒有納米材料這一概念。

1988年，張治軍在參加全國光電化學(xué)會(huì)議時(shí)，聽了一個(gè)關(guān)于納米材料小尺寸效應(yīng)的報(bào)告。“材料在納米尺寸時(shí)會(huì)表現(xiàn)出許多奇異特性，一下子就激發(fā)了我的好奇心?！睆堉诬娀貞浾f。

1992年夏天，張治軍在中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所結(jié)識(shí)了研究潤滑材料的張軍教授。聽說張治軍在研究納米材料，張軍也十分感興趣：“能否把納米材料添加到潤滑油中？”后來，在張軍的引薦下，張治軍考取了蘭州化學(xué)物理研究所的博士研究生，研究方向正是納米潤滑材料。

“這對我來說是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)?！睆堉诬娊榻B，因?yàn)榫哂袧櫥阅艿募{米金屬或金屬化合物材料放入潤滑油中，極易團(tuán)聚成大顆粒并沉淀下來，難以作為潤滑油添加劑使用。張治軍嘗試用化學(xué)方法合成納米顆粒，在顆粒由小到大的生長過程中，用油溶性化合物包覆在納米顆粒表面，從而讓這些顆粒在潤滑油中穩(wěn)定分散。納米顆粒大大提高了潤滑油的抗磨性能，并具有磨損自我修復(fù)功能。

實(shí)驗(yàn)取得了成效，但在大規(guī)模生產(chǎn)中，卻遇到了瓶頸：無機(jī)固體顆粒在水相中與有機(jī)化合物很難均勻有效碰撞，無法實(shí)現(xiàn)均勻的反應(yīng)。沒有生產(chǎn)裝置來解決這個(gè)問題，怎么辦？

“干脆我們自己研發(fā)反應(yīng)器”，張治軍決定從制作固—液反應(yīng)器入手，解決這一難題。經(jīng)過上萬次的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，張治軍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)明的管線式微梯度乳化反應(yīng)關(guān)鍵設(shè)備，終于實(shí)現(xiàn)了納米雜化材料生產(chǎn)過程的微梯度傳質(zhì)傳熱，納米潤滑材料得以穩(wěn)定大規(guī)模生產(chǎn)。多年前在心中深埋的種子，終于開花結(jié)果。

2020年1月，張治軍主持的“高性能節(jié)能抗磨納米潤滑油脂關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目摘得2019年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。“這項(xiàng)技術(shù)解決了行業(yè)發(fā)展中的一個(gè)共性問題，并且具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)?！睆堉诬姼吲d地說。

從零開始搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，逐步形成納米科研成果轉(zhuǎn)化體系

如今的河南大學(xué)納米材料工程研究中心中試基地實(shí)驗(yàn)設(shè)施完備，設(shè)置了三級(jí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。初級(jí)放大實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用最小的工業(yè)化設(shè)備，考察納米材料是否能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的工藝過程；中等放大實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，用于掌握納米材料生產(chǎn)的放大效應(yīng)，以便為企業(yè)提供批量化產(chǎn)品；工程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可有效規(guī)避企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)中的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，為創(chuàng)新技術(shù)的推廣保駕護(hù)航。

“當(dāng)年剛來的時(shí)候這里只是一片玉米地?！睆堉诬妼氐囊徊菀荒尽⒁淮u一瓦都充滿了感情。

1998年，張治軍在老師黨鴻辛院士的指導(dǎo)下，決定嘗試推動(dòng)納米材料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。隨后，河南大學(xué)選擇在河南省濟(jì)源市建設(shè)納米材料工程研究中心中試基地，作為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的平臺(tái)。時(shí)任納米材料工程研究中心主任的張治軍，選拔了一批具有企業(yè)工作經(jīng)歷的教師和研究生，組成建設(shè)團(tuán)隊(duì)，赴濟(jì)源開始基地建設(shè)。

“一切從零開始，從自己動(dòng)手搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開始！”沒有辦公場所，張治軍就帶著團(tuán)隊(duì)在附近租用一個(gè)廢棄的校園?！按罱ǔ跫?jí)放大實(shí)驗(yàn)平臺(tái)時(shí)，我們自己攪拌水泥，打預(yù)制板，砌平臺(tái)，在教室里搭建出一套雖簡易但單元齊全的50升放大實(shí)驗(yàn)裝置；一邊做實(shí)驗(yàn)，一邊監(jiān)理基地廠房的建設(shè)?！?/p>

2005年，張治軍又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)了擁有2000升反應(yīng)設(shè)備的中等放大實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。前幾年，平臺(tái)需要小批量的生產(chǎn)能力，張治軍決定建設(shè)工程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。為了解決資金難題，他把團(tuán)隊(duì)獲得的數(shù)百萬元技術(shù)成果轉(zhuǎn)讓獎(jiǎng)金，全部投入其中。

憑著對事業(yè)的執(zhí)著，20多年來，張治軍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)逐步建成國內(nèi)先進(jìn)的納米材料集成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，形成了“從基礎(chǔ)研究到技術(shù)開發(fā)再到產(chǎn)業(yè)化”的科技成果轉(zhuǎn)化體系。目前，中試基地?fù)碛械?0多項(xiàng)授權(quán)專利，已有35項(xiàng)實(shí)現(xiàn)了成果轉(zhuǎn)化。2019年，河南大學(xué)與濟(jì)源產(chǎn)城融合示范區(qū)聯(lián)合共建的“濟(jì)源納米材料產(chǎn)業(yè)園”在太行山下拔地而起。

傳遞科研精神，引導(dǎo)更多年輕人投身納米材料研究

如今，年逾花甲的張治軍幾乎每天都會(huì)到實(shí)驗(yàn)室或中試基地車間。如果是出差回來，無論多晚，他也盡量到中試基地看一看?！岸嗌倌甓际沁@么過來的，不來就會(huì)覺得少了點(diǎn)什么似的。”他說。項(xiàng)目每遇到難題或進(jìn)行到關(guān)鍵處，他總是帶領(lǐng)大家一起攻堅(jiān)克難。團(tuán)隊(duì)成員經(jīng)常會(huì)收到他的短信，短信里往往都是他徹夜思考后的新想法。前一陣子，張治軍忙著設(shè)計(jì)濕法混煉天然橡膠的關(guān)鍵設(shè)備，一連兩個(gè)月都待在設(shè)備加工車間里，不斷地調(diào)試和修改。

采訪當(dāng)天，初級(jí)放大實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)備運(yùn)行不暢，張治軍馬上到車間去調(diào)試。他說，反應(yīng)器的微小結(jié)構(gòu)變化就會(huì)導(dǎo)致材料性能發(fā)生很大偏差。最終，張治軍一連調(diào)試了30多遍才確定了最佳參數(shù)。天氣炎熱，走下實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，他已汗如雨下。

記者問張治軍累不累，他說：“年輕時(shí)覺得做實(shí)驗(yàn)是為了完成任務(wù)，后來做實(shí)驗(yàn)就成了習(xí)慣，習(xí)慣慢慢變成熱愛，就不覺得累了。”

雖然常年在中試基地工作，張治軍每年仍堅(jiān)持回河南大學(xué)校本部為本科生講課?！爸饕墙o他們講一講納米材料的發(fā)展前沿和應(yīng)用前景，傳遞一些科學(xué)研究的精神和理念。希望這些投身納米材料研究的年輕人能坐得住冷板凳，終身與科研事業(yè)為伴?！睆堉诬娬f。

“探索微觀世界里的奧秘，是樂趣，也是一項(xiàng)崇高的使命，”張治軍說，“讓納米材料創(chuàng)造更多社會(huì)價(jià)值，我會(huì)繼續(xù)努力下去?！?/p>

■記者手記

瞄準(zhǔn)目標(biāo) 篤定前行

在河南大學(xué)納米材料工程研究中心中試基地實(shí)驗(yàn)樓大廳，深藍(lán)色展板上寫著：“板凳甘坐十年冷，不做文章半句空”。這句話也是張治軍教學(xué)和科研生涯的寫照。

科學(xué)研究并非一蹴而就，要耐得住寂寞。從一片玉米地到如今實(shí)驗(yàn)設(shè)備完善的中試基地；從零開始研究納米材料到實(shí)驗(yàn)成果實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化……20多年來，張治軍在自己選擇的道路上不斷前行，不斷進(jìn)取，不知疲倦。

在張治軍的辦公室，一直掛著老師黨鴻辛院士的照片，“他們那一代人對科研的執(zhí)著精神，一直激勵(lì)著我”。帶著老師的叮囑，張治軍篤定前行。

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