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回望总理考察山大报道•晶体材料篇

你们这个实验室是山大的宝贝,也是国家的宝贝

发布日期:2017年05月17日 08:15 点击次数:


编者按:4月21日,李克强总理来山东大学考察,先后走进晶体材料国家重点实验室、校史馆、《文史哲》杂志编辑部、就业创业创新成果展,同时就生态美学、基础数学、生殖医学等学术研究与山大专家、学者交流,作出指示。考察结束后,山东大学新闻网——山大视点网站第一时间对部分在场的专家、学者进行了深度采访,了解总理考察时的每一个细节,在此基础上,推出“回望总理考察山大”报道,以系统展示总理考察山大的重大意义,激励广大师生将总理的关爱和期望化为为“双一流”建设而奋斗的实际行动。


你们这个实验室是山大的宝贝,也是国家的宝贝

4月份的山大校园,因为总理的到来而全校振奋。作为总理山大之行第一站的晶体材料国家重点实验室,将这种振奋一直持续,只因总理在这里留下了一句话——“你们这个实验室是山大的宝贝,也是国家的宝贝”。这句话份量之重,实验室主任陶绪堂的体会最为直接。当天,他用时一刻钟左右,向总理汇报了实验室的工作进展。陶绪堂表示,通过与总理的交流,自己更坚定了晶体材料研究未来的方向,“我的感受是,今后还是要坚持我们自己的特色。”

来到山大,总理首先走进了这个实验室

总理当天参观的,是位于晶体楼东侧的KDP晶体中心,展厅里汇集了晶体材料国家重点实验室的重量级研究成果。在展柜处,总理俯身查看,仔细询问了各类科研成果的进展。陶绪堂首先向总理介绍了实验室的历史,“我告诉总理,我们的研究方针是需求牵引,单晶为本,许多课题都要做很长时间”,总理对此称赞说好,并鼓励他们要继续坚持。

陶绪堂在回忆跟总理的交谈过程时,思路清晰,不需多少思索便能将各个细节讲述得明白、透彻。看得出,总理的一言一行,对于这位担任实验室主任13年之久的晶体材料研究学者,印象深刻。

1979年,陶绪堂进入山东大学化学系读书,至今已近40年。这段不短的时间,与山大晶体材料研究的历史比起来,却又着实差了一截。陶绪堂说:“山东大学晶体材料研究始于1958年,已有近60年的历史,是从蒋民华老师开始的”。蒋民华,山东大学晶体材料实验室创始人、已故中科院院士、著名晶体材料学家。他1956年山东大学化学系毕业后留校任教,1957年赴厦门大学进修,1958年回到山大从事晶体材料研究,成为山大这一研究方向的起点。

山大晶体材料的研究,与我国大晶体生长的历史基本同步,当时科研条件非常差,经过多年跋涉才取得初步成果——于1964年凭借磷酸二氢铵单晶研究获得工业新产品二等奖,也是山东大学获得的第一个国家级奖励。而后,山大晶体在研究方法、研究领域等方面进行了拓展,并在20世纪80年代迎来了自己发展的辉煌时期。1984年,山东大学晶体材料国家重点实验室获准筹建,是我国最早建设的10个国家重点实验室之一。1988年,精氨酸盐磷酸盐(LAP)晶体研究获得国家技术发明奖一等奖。

“一个单位的发展不能一盘散沙,要有重点,有你自己的特色和传统。”陶绪堂担任实验室主任后,在原来研究的基础上确立了“神光”工程用KDP、白光照明和高功率微波工程用碳化硅以及强激光工程用晶体三大主要研究方向。最近几年,实验室在氧化锆纤维、宽禁带半导体、单晶光纤、光催化材料等方面的研究不断取得新进展。

2004年,美国激光专业杂志曾预言:“第四代光存储技术的实现要等中国的晶体。”这个预言立足于一个现实——在人工晶体研究方面,中国的原创性工作走在世界前列。而这背后,山大晶体材料国家重点实验室一直是中国人工晶体研究的中坚力量。所以,这样一处“中国晶体研究的重要基地”,成为总理考察山大的第一站。

60年只做一件事

在实验室的生长车间,放置着用时两年多生长出的世界上最大的KDP晶体,形状规整,体积巨大,长度1.5米左右,重量近1吨。考察中,总理近距离查看了这一晶体,并亲手摸了摸。这枚世界最大的KDP晶体,只是山大晶体材料研究众多高精尖产品的代表之一。陶绪堂说,“实验室60年来只做了一件事——那就是研发晶体材料,做深、做透。”

现在很多人认为晶体方面基础研究很难,而在陶绪堂看来,晶体研究的世界“大有可为”。他从材料维度的层面给出了解释:“从体块的三维晶体,到平面的二维晶体,到一维的单晶光纤,再到零维的纳米晶,都是我们的研究方向,都可以做。”60年间,实验室就是循着这样一种对晶体材料研究的不断思考、求索,一步步拓宽了自己发展的路子,也用一项项科研实践,保持着业内“不断打破惯例”的活跃。

——实验室提出并实现了磷酸二氘钾(DKDP)晶体的亚稳相生长理论和方法,打破了国际上在低温稳定相中生长DKDP的惯例。

——高效倍频晶体磷酸钛氧钾(KTP)是三十年前出现的“王牌”倍频晶体,但之前KTP只能用水热法在高温高压下生长,高光学质量的大单晶非常难生长,价格昂贵。实验室另辟蹊径,提出用助熔剂法生长KTP晶体,打破了美国垄断。

——碳化硅晶体材料具有高频、大功率和耐高温的特性,是新一代雷达系统的核心,实验室高纯半绝缘碳化硅半导体材料的研制,使我国成功拥有了自主可控的重要战略半导体材料,打破了国外禁运。

——氧化锆具有非常好的“两极”温域隔绝热性能,实验室在国内率先开展氧化锆连续纤维研究,解决了氧化锆亚微米纤维关键制备技术,完成了氧化锆纤维及其规模化生产,实现了在超高温隔热保温领域的产业化应用,节能可达50%。

——实验室生长了国际上最大的Nd:GGG晶体。开发了激光自倍频晶体和全新的非线性光学晶体,其中,激光自倍频研究成果获评1987年全国十大科技新闻和2012年国家技术发明二等奖。

——KBBF晶体是中科院理化所陈创天院士领衔团队发现的“中国牌”晶体,实验室帮助他们在很短时间内把晶体从0.8毫米长到2.8毫米,蒋民华院士也因此与陈创天院士、许祖彦院士共同获得“求是”科技成果集体奖……

曾有同行这样评价山大晶体材料国家重点实验室,“别人长不出来的晶体,他们能长出来;别人长不大的晶体,他们能长大;别人没有长过的晶体,他们也要长。”这一评价背后,是众多如蒋民华、许东、陶绪堂等几代热爱晶体研究的专家、学者,六十年如一日的专注与投入,也正是这样的坚守,才让世界对山大晶体的赞誉实至名归。

服务国家需求,创新引领创业

考察现场,总理非常关注科研成果的实际应用,每每听到某个产品有怎样的功能,第一反应都是询问可以用在什么地方。这让陶绪堂很受鼓舞,因为总理让他觉得,“我们需求牵引、为经济和国防建设服务的方针,是对的”。

蒋民华院士曾对晶体所全体人员有一个十六字的嘱托——“需求牵引,单晶为本,敬业团结,育晶育人”。陶绪堂评价蒋民华院士说:“他的世界眼光、渊博学识、坚守性格,至今还在影响着实验室。”

20世纪80年代中期,为了让KTP晶体生长技术实现出口突破,蒋民华院士亲自到广交会上推销,连《人民日报》都报道了这一“教授言商”的创举。实验室也将科研对接应用这一传统保持了下来,不断实现着研究成果的产业化。

国家重点实验室每五年都要接受一次评估,山大晶体材料国家重点实验室一直有一个不同于其他实验室的特色,那就是每个评估周期都能推出新的产业化成果。陶绪堂说:“创新引领创业,这一块我们真正做到了。”

据了解,实验室落地到企业并转化的产品不下十项,由此产生的效益不下百亿。比如KTP晶体,陶绪堂介绍说,“现在山东省所有从事KTP产业的企业,技术源头都是山大,这个毫不夸张。”投产于浪潮华光的半导体激光器单项技术,年产值就超七亿元。20世纪90年代开始做的碳化硅晶体,军民两用,现在已经能长到6英寸,与国际上同步,项目已在济南本地转化,并在邻省开花结果,产生了数亿元的产值。

氧化锆纤维,实验室做了20年,现在已经产业化。实验室可以制作长纤维,还可以做成纤维纸。陶绪堂也就此向总理作了介绍,“以前都说纸包不住火,如果用氧化锆纤维纸,就不怕火了”。

在被问及总理选择考察实验室的原因时,除了自身研究特色,陶绪堂认为,总理的到来是因为,“实验室对接了国家需求,另一个就是不断有产业化成果。”

不忘初心,坚持山大特色

考察最后,总理跟实验室科研人员热情打招呼,并对大家说:“你们这个实验室是山大的宝贝,也是国家的宝贝”。在实验室工作人员看来,总理的这句话,是对山大几代晶体人努力的肯定,更是对实验室未来发展的鞭策。

陶绪堂对总理考察中的一个细节记忆犹新,认为与实验室一直提倡的工匠精神“异曲同工”。当时正介绍到一种快速生长法生长出的晶体,总理对其漂亮的外表很感兴趣,问起这种新方法与传统方法的区别,陶绪堂实事求是地指出目前前者光学质量不如后者。听到这里,总理对实验室一直都在使用的传统生长方法表示了赞赏,他伸出大拇指,说这是对的,“慢工出细活”,嘱咐大家干事情不能毛躁,要踏实一点。

回溯山大晶体材料研究的发展历史,其实最基础的就是这种扎扎实实的科研态度。谈及未来发展,陶绪堂也传递了类似的想法,那就是“不忘初心,加强基础研究”。晶体到底是怎样长出来的?怎样成核?从一种晶型到另一种晶型到底是怎么转变的?……诸如此类的基础问题,还需要倾注更多精力。

采访中,有学生拿着一种晶体来向陶绪堂汇报实验进展。这是一种名为钼酸碲钡的晶体,目前已发现在声光器件、偏光器件领域有重要应用。“这是一个从头到尾完全由我们自己研发的晶体,是一个‘中国牌’的东西”,陶绪堂介绍说,目前这种晶体研究已经申请了国内多项专利,并正在积极申请国际专利。他向记者提及,做科研最理想的状态是自始至终的原创,也就是“中国牌”。在陶绪堂看来,总理之所以给出“国家的宝贝”这样的评价,并不是说山大晶体材料做了多大的规模,而是希望实验室研究出更多满足国家重大需求、完全中国化的东西,也就是“中国牌”晶体。

晶体材料国家实验室一直都有一个目标——中国特色、世界一流。这一目标的实现过程离不开明确的发展规划,对此陶绪堂说:“我们的基础在哪里,我们的特色在哪里,要弄清楚并坚持住,必须要有所为,有所不为。”山大晶体材料研究已经走过了60年,对于下一个60年以及未来更多个60年,陶绪堂希望,不必面面俱到,但“一定要在晶体材料某些领域做到世界最前列,并且,这个肯定要做到。”

相关链接:

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【作者:刘婷婷        摄影:资料库        来自:宣传部 新闻中心 资料库    责任编辑:寄诚  】

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