作者:王之康 来源:中国科学报 发布时间:2017/11/28 14:43:20
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赵淳生院士:超声电机“追梦者”

赵淳生正在作学术报告。

■本报记者 王之康

不久前,在中国科学院院士、南京航空航天大学教授赵淳生八十华诞之际,由他本人和机械结构力学及控制国家重点实验室、南京航空航天大学教育发展基金会联合发起的“赵淳生科技奖励基金”正式成立了。

说起赵淳生,最广为人所知的是他的超声电机研究。所谓超声电机,就是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动来获得运动和力矩,将材料的微小变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子(或动子)的旋转(或直线)运动。在这种新型电机中,压电陶瓷材料盘代替了传统电机内许许多多的铜线圈。

“我们是全世界把超声电机用到外星球上去的第二个国家。美国用到火星探测仪上,我们用到月亮上去。这是我们的一个优势,我们已经做到超前于其他国家了。”作为我国超声电机领域的奠基者和开拓者,赵淳生对此颇为自豪。但实际上,他的超声电机研究之路却并非一帆风顺。

中年转型 挑战全新领域

其实,赵淳生的“老本行”并非超声电机,而是振动工程及其应用。

早在上世纪60年代,年逾而立的赵淳生看到国内所用的“电动式激振器”都从国外进口时,就一头扎进了“激振器”的研制中,最终靠着自己的一股子拼劲,搞出了中国人自己的“激振器”,填补了国内空白。

说起来,吃这一成果的老本,就足够赵淳生舒舒服服地过一辈子,但他却并不这样想,而是不断寻找着更高目标。

1992年,54岁的赵淳生在美国麻省理工学院做访问学者时,一个偶然的报告让他彻底转变了自己的研究方向。

“报告会讲的是超声电机的发展和应用,这项技术是对传统电机的挑战,可以使电机做得足够小,小到只有‘米粒’大,这样的微型电机甚至可以进入人的血管中。”赵淳生敏锐地意识到,超声电机由于轻便、微型、响应快、控制精度高等特点,可广泛应用在机器人、航空航天、精密定位仪等诸多领域,未来将对我国大有用处。于是,他便毅然决然地转向超声电机这一全新课题。

凭借振动学专业背景,他如愿成为麻省理工学院航空航天系超声电机课题组一员。课题组讨论、设计、试验,他全程参与;查找、复印超声电机各种资料,他是积极分子;美方给的工资,节省下来的资金全部用于购买相关资料和元器件。

一年后,一直惦记着“要搞中国人超声电机”的赵淳生不顾家人的阻止,带着五大包资料独自回到中国,来到南航。

1994年,回国后的赵淳生从系里借了15000元,买了台电脑和简易的打印机,带着一名博士后、一名博士生和一名硕士生,就开始了向超声电机的“冲锋”。

其间虽然历经多次失败,但他们最终还是在不到10个月的时间里实现了突破,一台被称为“行波型超声电机”的原型机成功地转起来,从而填补了我国在该领域的空白。

两次患癌 依旧笑对人生

但就在此时,一个噩耗却降临到赵淳生身上:2000年,在学校组织的例行体检中,医生发现了他肺部的异常,10天后确诊为肺癌。

但是在这个“谈癌色变”的年代,赵淳生却出奇地平静,除了身边唯一的侄女外,他没有将病情告诉他人,甚至没有通知在国外的妻子和女儿。不过,消息还是不胫而走,传到了大洋彼岸的妻女耳中,她们立即从美国飞回中国,来到赵淳生的病床前,失声痛哭,他却面带微笑,从容地说:“癌症不等于死亡!”

在手术中,赵淳生的一叶肺被切除,接下来痛苦的化疗更是常人难以忍受的考验。谁知祸不单行,三个月后,医生复查时发现他的胃外部还有一个鸭蛋般大小的肿瘤,必须立即切除。于是,第二次手术切除了他三分之二的胃。

当时,赵淳生已经年过六旬,在如此短的时间内连续做了两次手术,体重骤减了26斤。但即使如此,躺在病榻上的他依然想着超声电机。

第一次手术刚结束不久,他就在病床上修改国家自然科学重点基金研究建议书,完成了国家自然科学基金项目《精密小型直线超声电机及其控制技术的研究》的申请报告等;第二次手术后,他由妻子搀扶着每天坚持到实验室指导学生实验,后来干脆把实验设备搬到了家里。对此,他的女儿十分心痛,有一次就毫不客气地质问:“你要命还是要超声电机?”结果,赵淳生果断地回答:“两个我都要!”

天道酬勤,多年的努力终于换来了丰硕的成果:他主持完成的“新型超声电机技术”于2003年获国防科技奖一等奖,2004年获国家技术发明奖二等奖;2005年在北京参加国家技术奖励大会时,他还受到了党和国家领导人的接见;2005年末,67岁的他当选为中国科学院院士。

推产业化 克服重重困难

经过近二十年的艰苦奋斗,赵淳生及其团队获得授权国家发明专利84项,研制出四个系列的50 多种超声电机。他深知,研究超声电机的根本目的是应用,只要有应用、有市场,研究才有意义、有生命力。然而他不知道的是,掌握一项技术是一回事,应用一项技术是另外一回事,在推动超声电机产业化的过程中,所遭遇的重重困难也是始料未及的。

从2002年起,赵淳生开始转让专利和样机,相继将超声电机技术转让给广州、上海等地的一些企业,但都由于技术难度太大而宣告失败;2008年,他的团队和投资人合办了江苏连云港春生超声电机有限公司,最后以失败告终;2011 年,当南京市科研“九条”政策出台以后,他立即响应市政府的号召,自筹100 多万元资金,在南京市建邺区注册了“南京万玛超声电机有限公司”,还是以失败告终;2012年,他又在南京市六合区政府的支持下,在万玛公司的基础上注册了“江苏丰科超声电机科技有限公司”,仍旧以失败告终。

从春生到万玛,从万玛再到丰科,一连三次办公司推动超声电机产业化失败的经历并没能让赵淳生停下脚步。

2017年1月,南航依托现有人力,在南京江宁区注册了“南京航大超控科技有限公司”。该公司在产业化的道路上完全采取新的模式运作,研究所负责研发,解决深层技术的问题;生产方面借助社会力量完成;超控公司则负责装配、测试等关键环节,以及少量新型样机研发。

这是吸取以往的经验和教训的一次新探索,也标志着赵淳生在产业化的道路上又迈出了新的一步,迎来了自己期待已久的“中国超声电机产业化的春天”。

“创业这块硬骨头比创新还要难啃,但我同样会坚持不懈啃下去,因为我们国家太需要既能创新又能创业的人才了。我是科学家又是一名老党员,我责无旁贷。”如今,已是耄耋之年的赵淳生仍然在创业的道路上攻坚克难,坚持不懈地追求着超声电机的“中国梦”。

《中国科学报》 (2017-11-28 第8版 科创)
 
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