海归,我为你骄傲(二十一)

时间:

2025-05-14

发布者:

中国留学人才发展基金会

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海归,我为你骄傲(一)

“广大留学人员不愧为党和人民的宝贵财富,不愧为实现中华民族伟大复兴的有生力量。党、国家、人民为拥有并将更多拥有这样一大批人才而感到骄傲和自豪。”

——习近平

编者按:


4月24日,我们迎来了第十个中国航天日。回首往昔,我国航天事业在岁月长河中砥砺奋进,在诸多关键核心技术领域披荆斩棘、勇攀高峰,成功实现突破。在这辉煌成就的背后,留学人员群体功不可没。从老一辈留学人员负笈求学、许党报国,把毕生精力献给中国科技事业,到具有留学背景的“两弹一星”功勋科学家打造的国之重器,让中国屹立于世界东方……留学人员以炽热的情怀,诠释着科技报国的深刻内涵。而这一群体的贡献,早已超越航天领域,融入中华民族伟大复兴的壮阔征程。

从山河破碎时振臂疾呼“振兴中华”,到“两弹一星”时期打造出国之重器,再到民族复兴之路上迈出“科技强国”的铿锵步履,留学人员的命运始终与祖国发展同频共振:23位“两弹一星”功勋科学家中有21位具有海外留学经历;留学人员在2023年新晋两院院士中占比57.9%,其中,在新晋中科院院士中占比81.4%,在新晋中国工程院院士中占比39.2%。在党的二十大代表、第十四届全国人大代表、第十四届全国政协委员中,留学人员分别占比5%、10%、19%。这些鲜活数据的背后,是留学人员对党和国家事业的衷心拥护和留学报国的滚烫赤诚。

为此,中国留学人才发展基金会推出《海归,我为你骄傲》系列宣传活动,向全社会传递留学人员的爱国之心、强国之志、报国之行。活动共35期内容,计划自4月24日至5月31日期间以连载的形式每日介绍部分优秀留学人员的报国故事,今日推送第二十一期内容,让我们共同见证留学人员在不同时代绽放的绚丽光彩。




黄震:离开实验室前的偶然之举,助我拿下“第一桶金”


海归,我为你骄傲(二十一)


黄震,第十四届全国政协委员,中国工程院院士、上海交通大学碳中和发展研究院院长黄震有个宏大的梦想。他希望,通过可再生能源(太阳能、风能等)发电来转化二氧化碳、制备合成燃料,实现“燃料合成—燃烧—碳排放—燃料合成”的碳元素循环利用,从而助力实现碳中和目标。

通俗地讲,我们当今使用的化石燃料本质是“上亿年前阳光照耀的产物”。而今天,科学家在实验室里就可以大大缩短化石燃料的形成过程,用“今天的太阳”制取燃料。也许在不远的将来,家家户户都能安上一个小“装置”,将太阳能转化成燃料,为自己的爱车加满“油”。

黄震正带领团队攻关这一颠覆性的能源技术,他们的实验室研究已取得了阶段性成果。然而,鲜为人知的是,这项探究燃料技术的“寻梦之旅”,源自30多年前一项国家自然科学基金青年科学基金项目(以下简称青年科学基金)支持的研究。

灵感来自“偶然的发现”




“我的第一个科学基金项目的灵感,来自博士论文研究中一次偶然的发现。”黄震告诉《中国科学报》。

35年前,黄震关注的焦点是燃料雾化,这是他博士论文的研究内容。为完成博士论文,他常在上海交通大学的实验室里进行喷雾特性研究。

在发动机、燃气轮机、锅炉工作过程中,燃料通常要与氧化剂(空气)充分混合,混合时燃料雾化程度越高(颗粒越小越均匀),燃烧就越充分,能量转化效率也越高。

有一天,实验结束时已经很晚了,因为第二天还要进行实验,黄震索性将部分燃料存放在压力罐内。

第二天,实验重新开始。黄震惊讶地发现,当天的雾化实验结果与前一天不太一样——雾化特性好了很多。

“我的初步判断是经过一个晚上,应该已经有不少气体溶入燃油中了。气体溶入燃油后,可以帮助燃油雾化。”黄震说。

“科学实验通常需要有很好的可重复性。”这么多年过去了,黄震一直记得这个现象,“在相同条件下,每次实验的结果应该可重复,但这次两组数据完全不一样”。

这个偶然的发现引起了黄震极大的兴趣。虽然非常想弄清当天燃油雾化数据异常的背后原因,但对于一个刚博士毕业的年轻人来说,想按照自己的想法开展研究并非易事。这时,青年科学基金进入了他的视野。

“至今我还清楚地记得当时到大连进行现场答辩的情景。那时候,国家自然科学基金委员会(以下简称自然科学基金委)刚出台资助年轻人的一个青年科学基金项目。自然科学基金委非常重视,竞争也很激烈,通讯评议通过后还要现场答辩。”黄震说,“非常幸运,我第一次申请就顺利通过了。虽然当时项目经费只有3万元,但也足以开展研究了。正是这‘第一桶金’,开启了我的学术研究生涯。”

学术生涯的“序曲”




1990年,黄震在青年科学基金的资助下,开始对燃油溶气技术进行系统、深入的研究。

在此期间,他还赴日本留学,与日方合作开展研究。经过3年的努力,从现象、机制到控制,他在溶气燃油喷射、雾化、燃烧研究领域取得了一系列成果。

黄震提出的气体射流溶气方法,成功解决了溶气燃油快速制备的技术难题。他发现了喷孔孔内流态和压力分布的两种模式及其对溶气燃油雾化的控制机制,该模式和机理使得雾化质量更为理想,并由此提出了燃油溶气雾化新技术,进一步阐明了发动机溶气燃油燃烧的雾化作用、稀释作用、热作用和化学作用。

黄震取得的一系列成果在雾化领域权威期刊《雾化与喷雾》上连续发表,并被英国皇家科学院院士Constantine Arcoumanis评价为“揭示了一种完全不同于单相流体的雾化机理”。

国际液体雾化与喷雾系统学会主席广安博之认为,该研究“阐明了溶气燃油促进和抑制喷雾特性的机理,发现了影响喷雾特性的首要因素是喷孔内的流态”。

获得青年科学基金资助成为黄震后续几十年学术研究的序曲。此后,他又陆续承担了十余项国家自然科学基金项目,包括国家杰出青年科学基金项目、重点项目、面上项目和国际合作项目等。

从青年科学基金研究成果燃油溶气雾化新技术起,经过20多年的努力,黄震在国际上创建了发动机燃料设计与燃烧控制新方法,成功开发出新型智能燃料发动机,被国际同行评价为“燃料设计已经成为各种先进燃烧模式着火时刻与燃烧速率控制最通用的方法”。他获得国家自然科学奖二等奖,并被国际燃烧学会授予“会士”称号。

针对我国发动机节能减排和燃料多样化的重大需求,黄震以智者的前瞻与视野,带领研究团队系统深入地开展了二甲醚、天然气、生物柴油、煤制油、甲醇、乙醇等代用燃料发动机的研究,发明了发动机燃料多样化关键技术,并走出了一条产学研结合的路。

他积极倡导并协调组建产学研团队,形成了燃料生产、发动机、整车、关键零部件等一条完整产业链。通过10多年的研发,我国二甲醚汽车无论在专利、标准还是在产业技术上,都处于国际领先水平。

在全球低碳发展的背景下,黄震带领团队开始将目标锁定在可再生合成燃料的研究上。

黄震认为,用“绿电”(可再生能源发电)把二氧化碳还原成燃料,制取可再生合成燃料(包括合成汽油、合成柴油、甲醇、二甲醚),使交通和工业燃料独立于化石能源,实现燃料净零碳排放,可为国家能源战略转型与碳中和目标实现提供全新的解决方案。 

“我们正全力以赴,目前已取得不错的进展。”黄震补充说,“从技术和原理上说,我们已实现可再生合成燃料制取。当前的技术瓶颈是提高它的转化效率、选择性和耐久性,这也是最终实现商业化的关键。”

过去数百年,人们依赖于“上亿年前阳光照耀的产物”——化石燃料。然而,一直被人们忽略的是,每天阳光照射到地球上的能量相当于4320亿吨煤燃烧所产生的能量,每秒照射到地球上的能量相当于500万吨煤燃烧所产生的能量。因此,黄震研究团队的愿景是,今后,每天的阳光能为我们提供取之不尽,用之不竭的热与电,还有可再生燃料。 

不做一眼就“看得到底”的研究




黄震经常鼓励团队中的年轻人,“要有让别人follow  me(追随、跟踪)的科研意识”。

“不做一眼就‘看得到底’的研究。”黄震解释道,“‘看得到底’是指从你刚开始研究,别人就知道大概会是什么结果,最后的成果也只是一些量的改进。我更希望年轻人勇于创新,多去尝试突破性的工作。”

科研工作者要有服务国家的责任和担当。黄震不但身体力行,而且鼓励研究团队成员勇于走出自己的舒适区,将自己的研究与国家的需求结合起来,脚踏实地,一步一个脚印去开拓新领域。

30多年来,黄震已培养硕士、博士、博士后百余人。在他的言传身教下,学生大多已经成为行业的佼佼者,在各行各业中发光发热。有的成为国家特聘专家,有的获得了国家杰出青年科学基金项目、优秀青年科学基金项目资助,有的入选了教育部青年长江学者、上海市青年拔尖人才、上海市青年科技启明星等人才计划,还有的在重点领域相关企业中担任总工程师、研发负责人等。

“不光我自己,我们团队的青年教师基本上也是从获得青年科学基金开始、一步步走过来的,在各自领域取得了出色的成绩。”黄震说,“35年来,青年科学基金如同一个小火花,点燃了无数青年科技工作者的梦想,使我国科技事业星火燎原。”


内容出处:《中国科学报》2022-09-26 第4版;记者:张双虎;原标题:中国工程院院士黄震:青年科学基金,“小火花”点燃“大梦想”

图片来源:百度百科




孙东明:攻克“卡脖子”难题实现半导体控温芯片自主可控


海归,我为你骄傲(二十一)

孙东明,第十四届全国人大代表,中国科学院金属研究所研究员,博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者。熟悉中国科学院金属研究所(以下简称金属所)研究员、辽宁冷芯半导体科技有限公司(以下简称辽宁冷芯)联合创始人孙东明的人都知道,他深深地热爱着科研事业,科研攻关严谨认真,在高性能微型半导体控温芯片领域的高水平科技成果层出不穷。孙东明曾在接受采访时说:“创新是引领发展的第一动力,是科研人员的永恒追求。我们已在半导体控温芯片‘卡脖子’问题上迈出了关键一步,希望能再接再厉,创新不止步,引领半导体控温芯片产业的发展。”


为报效祖国 海外深造




2006年,孙东明走完在吉林大学的9年学习路,获得博士学位。受到大学导师影响,他当时的第一想法就是要到国外继续深造,取到半导体器件研究的“真经”。随后的6年,孙东明在日本东京工业大学、名古屋大学开展博士后工作,发表了多篇高水平论文,成为半导体器件研究领域冉冉升起的新星。

“我们常说‘科学无国界,科学家有祖国’。你在国外期间,无论取得多少成果,发表多少篇论文,这些成果都会被打上其他国家的标签。我出国的目的不是在国外定居,而是学到更多先进的科技知识,然后报效祖国。”在国外的6年时间里,孙东明始终初心不改。

2012年,孙东明加盟金属所,从此开启崭新航程。他构筑出亚纳米原子尺度的垂直沟道鳍式晶体管阵列,成果入选2020年度中国半导体十大研究进展;发明了碳基柔性光电感存一体化电路和神经形态视觉芯片,该发明成为2021中国光学领域最具社会影响力事件之一。孙东明等人将科研成果在沈转化落地,产品广泛应用于高功率芯片、探测器面阵和生物医疗等领域。

承担新使命 攻坚克难




自从成为国家战略科技力量“国家队”的一员,孙东明就将解决国家重大需求作为新使命、新追求。在团队首席科学家成会明院士的带领下,他和合作伙伴邰凯平博士在创新研发中深入挖掘国内在半导体芯片研究领域存在的难点、痛点,最终将研究方向锁定在半导体控温芯片上。

孙东明介绍,半导体器件的电学性能、光学性能、力学性能都与温度密切相关。一些工业级控温芯片以往一直受制于人,不得不大量进口。金属所高性能微型半导体控温芯片创新团队开展集智攻关,从材料到设计到集成工艺,攻克了一个个难点,并形成了一套专有性技术。他们从为航天等领域提供小批量多品种的样件做起,在技术成熟后拓展到其他工业领域。

2022年7月,辽宁冷芯生产的宇航级微型半导体制冷器作为卫星关键部件,跟随“力箭一号”固体运载火箭发射升空,首次实现500公里在轨验证。孙东明介绍,辽宁冷芯注册成立虽然仅仅两年时间,但在控温芯片研发上已达到国际先进水平,实现了控温芯片在宇航级、工业级上的真正国产化自主可控。截至2023年,辽宁冷芯已达到月产30万片的生产能力,进入到多家上市企业的供应商体系。“我希望能够在现有的研发及应用的基础上继续拓展,将控温器件升级为控温系统,实现全产业链的自主可控,不但解决国家重大需求,还可以引领产业的发展。”孙东明说。

以诚信为本 持之以恒




近年来,他带领团队攻坚高精度温控半导体技术,正是瞄准人工智能、车载智导等领域对芯片散热的核心需求。

传统风冷、水冷技术已难以满足高性能芯片日益增长的散热要求,尤其在三维集成芯片逐渐成为趋势的当下,散热效率直接决定技术天花板。团队创新性地将新型材料与水冷系统巧妙融合,历经上千次实验,成功将芯片工作温度降低十余度。

“科学研究上的突破,有时就像在沙滩上找一颗宝石,翻遍每一粒沙子都可能徒劳,但如果放弃,就永远找不到。”孙东明表示。

这项突破不仅为国产芯片带来更高的自主可控的可能性,更让他深刻认识到:“论文不仅要写在期刊上,更要写在车间里。”

如今,他推动团队与生物医疗、人工智能等领域企业联合研制的“基因芯片”,已进入样机测试阶段。“老龄化社会对慢性病监测和精准医疗的需求迫在眉睫,我们不能总跟在别人后面跑。”在他看来,科研的终极意义是“让科技带着温度落地”。

孙东明于2018年首次当选全国人大代表,2023年他再次当选,履职七年来,他持续关注科技创新领域的政策扶持、发展趋势等问题,先后提出了“打通科技创新产业链最后一公里”“建设国家级重大科技创新平台”等多项建议。

孙东明是第十三届、第十四届全国人大代表,是国家杰出青年科学基金获得者、“兴辽英才计划”领军人才入选者、沈阳市杰出人才认定人选。但荣誉并不是孙东明特别看重的。他说:“无论是做人还是做事,诚信都是至关重要的。科学容不得半点虚假,产品的性能可以说明一切。像我们研制的控温芯片,要在温差85℃、空气湿度85%的条件下,进行2000个小时的可靠性测试。如果没有实打实的性能保障,产品不但无法通过验收,更是对科研的亵渎和打击。”孙东明把诚信作为做人做事的基本准则。他认为,诚信是他在科研之路上取得每一个点滴进步的根本。


内容出处:

1.沈阳日报;记者:岳雨;原标题:孙东明:攻克“卡脖子”难题实现半导体控温芯片自主可控

2.中国科学报;作者:张楠、朱献东;原标题:孙东明代表:芯片有温度,建言见深度

图片来源:百度百科