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工匠精神照亮创新之路——4位优秀科技工作者的科研故事

发布日期:2019-05-30 10:47 来源:重庆日报

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程天民,1927年生,江苏宜兴人。防原医学与病理学家,曾任第三军医大学(现陆军军医大学)校长兼党委书记、中华医学会创伤学会主任委员,1996年当选中国工程院院士。从事医学教育与科学研究逾60年,主持过多项国家和军队重大研究项目。

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刘存寿,西北农林科技大学教授、博士,植物营养、生态农业专家。他提出了植物碳基营养新理论,中试成效显著,目前该项目正在重庆、陕西杨林等地实施产业化。

寄语青年科技工作者:

一生做好一件对社会对国家有用的事情,有所成就的时候,是最幸福的。

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蒋兴良,重庆大学电气工程学院教授,“重庆市雪峰山能源装备安全野外科学观测研究站”负责人,“输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室”副主任(兼)。他建立了世界首个野外自然覆冰试验基地,解决了西电东送、三峡工程、青藏铁路等输电难题,2017年获得全国首届创新争先奖、国际覆冰领域最高荣誉奖“Masoud Farzaneh Award”。

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刘正宇,重庆药物种植研究所中药资源中心研究员。在40多年科研工作中,采集各类药物植物标本30多万份,先后主持国家中医药管理局、国家自然科学基金、国家林业局及重庆市科技、卫生类等课题78项,发表学术论文155篇,主编或参编著作16部,获各级科技成果奖47项。

寄语青年科技工作者:

既然选择从事科研工作,就不要做河滩上八面玲珑的石头,要做墙上有棱有角的砖,努力实现自我价值。

核心提示

4位科学家之所以能取得优秀的科技创新成果,这与他们持之以恒的工匠精神紧密相关。他们中有的投身防原医学研究60余年,14次奔赴戈壁滩参加核试验;有的与冰雪打交道30余年,在海拔近2000米的高山上建成世界首个自然覆冰实验基地;有的20多年专注做一件事——把天然有机物高效转化成水溶性小分子有机物;还有的40多年一直投身药物种植研究,采集30万份药用植物标本。

勇做中国防原医学的开拓者

他14次奔赴戈壁滩参加核试验

3月13日,陆军军医大学以座谈会的形式宣读了关于程天民的离休命令,并为他颁发中央军委授予的胜利功勋荣誉章。

从满头青丝到满头银发,程天民投身防原医学60余年,先后14次奔赴戈壁滩参加核试验,见证了中国防原医学的发展。“核盾将军”虽已退休,但他的故事和精神将激励着后辈们不懈奋斗,矢志向前。

1964年10月16日,我国第一颗原子弹爆炸成功,举世震惊,这让已初步研究了放射病的程天民激动不已,他主动请缨,希望能奔赴茫茫戈壁的核试验现场。

爆炸核心区域的惨烈景象让程天民受到极大的震撼:试验用的坦克、飞机、火车头被强烈的爆炸气流掀翻,房屋成片倒塌,没有任何防护的试验动物全部死亡……

把实验中伤亡的动物运回实验室,程天民开始进行观察和病理剖检。这些动物中,有的心脏被砂石穿透,有的全身被烧焦,惨不忍睹。他心想,如果参试人员都能够亲眼看到这一切,一定会深化对核武器杀伤力的认识。

于是,利用一间低矮的土坯房,程天民办起了戈壁滩上第一个、也是我国核试验以来第一个“核爆炸损伤病理标本陈列室”。

截至1967年6月,我国已经进行了六次核效应试验,程天民受命参加资料总结,对六次核效应试验的数据进行分门别类的整理。在他和其他研究人员的努力下,200万字的《核试验技术资料汇编》出炉。这是对我国多次核爆试验的总结,因资料的完整性和丰富性,曾被周总理称为“国宝”。

除了《核试验技术资料汇编》,程天民还主编了创伤战伤病理学、核武器损伤及其防护等方面的六部专著,不仅为临床诊治提供了可靠的理论依据,还在我国建立起了一个完整的核防护理论体系。

除了在科学研究上的功绩,程天民还十分注重培养人才。

粟永萍是程天民的第一位博士生,也是我国第一位防原医学女博士。鲜为人知的是,当年如果不是程天民“拉了她一把”,粟永萍差点就退了学。

当年,粟永萍的丈夫在国外留学,孩子也小,父母亲又身患疾病。与此同时,她还要完成防原医学的博士论文,多重压力让她一度产生退学的念头。

“粟永萍确实是一个好苗子,不学医太可惜了!”在了解到栗永萍的困难后,程天民直接找到她家,与她谈心,并安排她的父母就医,好让她专心完成学业。

后来,粟水萍不但顺利毕业,还获得了赴美深造的机会,程天民特意写了一副对联送给她:“粟入沃土而得茁壮,萍浮浊水也持高洁”。粟永萍深深理解老师的用意,学成之后如期返校,并很快成长为学科的顶梁柱。

再造“原始森林”土壤,让青椒产量飙升

袁隆平专门给他写信祝贺

不久前,西北农林科技大学教授刘存寿收到中国杂交水稻之父袁隆平写给他的一封信。在信中,袁隆平对其“利用天然有机物快速降解生产水溶性腐殖酸肥料的方法”及“一种有机全营养施肥方法”研究成果给予充分肯定,认为“属颠覆性创新,达到了国际领先水平,为资源循环利用、生态和谐、农业可持续发展提供了理论基础和技术保障。”

什么成果这么神奇?

原来,刘存寿发明的一种名叫碳基水溶有机肥的“黑科技”,能够将养殖场粪污、作物秸秆、餐厨垃圾、病死畜禽等天然有机废弃污染物快速转化成兼具有机肥料和无机肥料优点,同时克服了两者缺点的高效碳基营养肥料,可实现作物高产、品质优良和土壤健康三者统一。

2016年7月,刘存寿的研究成果被中科院鉴定委员会鉴定为“国际领先”;2016年12月,该成果通过包括3位院士在内的专家评定,评价“具有鲜明特色和优势,具有开创性和创造性,技术先进”。

这种神奇的肥料是怎么诞生的?

“我老家在秦岭,小时候我总在想:地里为什么长不好庄稼,而秦岭森林里各类植物都生长得很好?”刘存寿说,1986年,攻读陕西师范大学化学系硕士研究生时,他又发现,等量的森林土壤溶液确实比用化肥和矿物质配成的溶液,更能促进植物的生长,且不会造成农业生态的破坏。“密码”是什么呢?

刘存寿花了数年时间测定森林土壤,找到了答案:森林土壤里有腐殖酸——它有3个自然营养的特征:一是有多种多样的小分子,二是有几十种矿物元素,三是这些矿物元素构成了一些配合物。

这个发现让他很兴奋,但又让他很头疼:多年来,学界主流观点认为“腐殖酸不可以人工制造”。其症结在于:水溶性小分子植物碳在植物生长过程中具有核心作用,但其通过自然的微生物分解过程很慢。

于是,他又开始把研究聚焦在提高碳的有效性和减少损失量上。几年,几年,又几年……20多年过去了,刘存寿一直在做一件事——把天然有机物高效转化成水溶性小分子有机物质,在不损失碳的前提下,让微生物好利用吸收,还给作物一片“原始森林”。

“以树枝为例,在自然界里转化成水溶性小分子物质可能需要1年半到两年,我们现在通过人工制备,只需要1小时,转化后的碳浓度是自然转化的10万倍,这就是我们的技术核心。”刘存寿说。

刘存寿的科研成果不仅破解了自然土壤的植物营养密码,而且将理论转化成碳基营养肥料加工技术。实验室研究表明:碳基生态肥的矿物质腐殖酸的含量超过3%、生化黄腐酸含量超过12%,氮磷钾含量超过20%,含有各种元素40种,肥效是传统有机肥的近百倍。

2019年5月中旬,山东德州举行的碳基水溶有机肥试验成果验收会公布的信息显示:黄瓜、西红柿、青椒生长性强,不早衰、抗逆性增强;西红柿口感佳,维生素C含量是对照组的3倍;青椒单珠单次产量比对照组增加92%!

本月,位于陕西杨凌的碳基水溶有机肥工厂将建成试产。投资方博恩集团董事长熊新翔透露,未来几年内,博恩将在中国各县城都建立碳基生态肥料厂。

每年有1/3的时间在雪山上度过

他在海拔近2000米高山上建成世界首个自然覆冰试验基地

蒋兴良与冰雪结缘始于1985年。当时他报考重庆大学硕士研究生,被调剂到高电压工程技术专业,这成为他与冰雪打交道的开端。

2001年,正在建设的青藏铁路因为在铁路供电工程外绝缘和隧道电气间隙的设计上遇到瓶颈,向具有研究经验和拥有可模拟高海拔环境人工气候室的重庆大学伸出“橄榄枝”,蒋兴良接下了这一重任。

除了在人工气候室系统做研究,蒋兴良带领团队在青藏铁路沿线海拔最高达5100米的“生命禁区”开展野外现场科学试验研究,获得了目前海拔5000米以上地区世界唯一的电气外绝缘特性真实试验数据。

谈及青藏高原之行,蒋兴良分外自豪:“我们攻克了青藏铁路供电工程外绝缘和隧道电气间隙设计的技术难题,使风火山隧道的净空高度从最初设计的7.2米降低到6.95米,仅这个隧道就节省土建工程投资约1.4亿元!”

如果不是2008年初南方大面积冰雪灾害造成贵州、湖南、江西、重庆等13省市大面积停电,可能没人意识到蒋兴良及其团队研究的重要性。

作为我国最早从事高压覆冰研究成员之一,蒋兴良敏锐地意识到,2008年的电网冰灾暴露出人工气候室研究不全面、防冰除冰方法针对性不强等问题。要想解决问题并取得突破,必须建立野外覆冰试验基地,获得真实的原始数据。

试验基地建在哪里?蒋兴良带领团队跑遍了全国存在较为严重覆冰现象的17个省市区,最终将目光锁定在海拔近2000米的湖南雪峰山。

没有专用经费,蒋兴良通过“边筹集经费、边建设、边试验、边完善”,建成了世界上第一个自然覆冰试验基地。

通过这个试验基地的长期科学观测研究,蒋兴良及其团队发现了电网设备覆冰形成及其导致灾害的机制,研发出全世界首套电网覆冰预报预警系统,研制了大电流融冰装置,牵头制定8项行业标准与6项国家标准,研究成果在全国电网大规模推广应用,并吸引了众多国际同行的关注。

连续11年的基地建设与野外观测研究中,蒋兴良有9个春节是在山上度过的。因为每年有1/3的时间在雪山上度过,冰寒的环境让他双腿麻木、腰背严重疼痛。很多时候,蒋兴良的野外现场观测研究只能依靠拐杖和学生们的搀扶才能完成,但他并不后悔。

他说,科学与技术创新来自“持之以恒的工匠精神”,是一砖一瓦、一个个科学观测数据的内涵发掘。“我会不忘初心,继续以工匠精神书写‘冰雪奇缘’!”

40多年采集30万份药用植物标本

他发现全球范围内宣称被灭绝的崖柏标本

“找刘正宇?他这几天又进金佛山里面采药去啦,山里信号不好,你想采访的话恐怕得等一等。”

现年67岁的刘正宇,重庆药物种植研究所中药资源中心研究员,常年在深山密林里实地开展药用植物,特别是珍稀濒危物种的调查研究,足迹遍及金佛山、贡嘎山、岷山等山川。

刘正宇与药物种植研究的缘分起源于在重庆药物种植研究所工作的父亲。童年时,刘正宇时常跟随父亲上金佛山采集药物标本,对各类“花花草草”十分熟悉。

读小学时,刘正宇患上脑膜炎,在医生摇头、医院拒收的情况下,家人只好把他背回家。幸亏村里一名老中医,用金佛山上采摘的草药救了他一条命。在死亡边缘走过一遭的刘正宇,矢志要投身药用植物研究。

言出必行。从1975年进入重庆药物种植研究所至今,刘正宇每年有200多天都在野外搜集、调查研究药用植物。

“越是珍贵的药物植物,越是生长在陡峭的悬崖绝壁上,往往需要采集者徒手攀岩采摘。”刘正宇回忆说,为了采摘那些珍稀植物,有好多次他完全是靠一双手抠着石头缝慢慢向上爬,然后凭记忆再慢慢一步步踩着缝隙爬下。

在刘正宇采集到的30多万份药物标本中,最珍稀的是一株裸子植物——崖柏。这种起源于恐龙时代、一度在世界上被宣称已灭绝、被从世界自然保护名录中除名的植物,自1892年法国植物爱好者法吉斯在重庆城口县咸宜溪采集到标本后,再也没有出现在世人面前。

1999年,刘正宇带领工作小组走进大巴山深处,在陡坡峭壁上进行搜索,经过3个多月风餐露宿,最终在城口县明中乡龙门村发现了已消失了百年的古崖柏树。随后,他们以此为中心,扩大搜索区域,又在咸宜乡葛藤村的密林中发现了高大的崖柏群落,紧接着又在葛藤村交界的开县(现开州)发现了崖柏,共计5000多株。2003年,重庆大巴山自然保护区被国务院批准晋升为国家级自然保护区,很大程度是因为崖柏野生群落的发现。

从事药用植物研究40多年来,刘正宇有不少研究成果相继转化为项目,造福于民。例如,他发掘出分布在金佛山海拔1000米以上的南川大茶树生长特性和经济价值,让原本只有3-4元钱一斤的大树茶卖到近千元一斤,帮助当地农户脱贫增收;他在酉阳发现大面积青蒿野生资源,推动了当地青蒿素药厂的建立……

受刘正宇影响,他的儿子刘翔也子承父业到重庆市中药研究院供职,从事中药研究和开发工作。用刘正宇的话说,他希望儿子接着把这份事业做下去,让中药研究造福社会,为公众带来健康。

(本版稿件由本报记者崔曜、郭晓静、廖雪梅、夏元采写,图片由受访者提供)

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