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吳一弦:高分子材料科學與工程領域的追夢人

本文節選自圖書:《大美·中國女科學家》第二卷

點贊科學家

弘揚科學家精神,砥礪建功新時代。科學家們一直在崗位上辛勤耕耘、默默付出。五四青年節快到啦!《知識就是力量》特別策劃「點贊科學家」系列內容,我們將為大家介紹中國女科學家的人生故事,她們的求學經歷、科研經歷,她們如何平衡工作與家庭的故事,展現中國當代傑出女科學家「愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人」的精神面貌,號召廣大青年人愛科學、學科學。

1989年,年輕的吳一弦以巾幗之軀毅然投身於異丁烯陽離子聚合及丁基橡膠合成的基礎研究,以國家重大需求為導向,懷著對科學事業的高度責任心和使命感,潛心科研,她和她的研究團隊堅持奮鬥在這一研究領域,堅守在教學、科研第一線,經過十多年的研究、探索和積累,形成了一系列具有自主知識產權的創新技術。

吳一弦北京化工大學材料科學與工程學院大分子工程系主任、教授,申請/授權國內外發明專利120餘項。曾獲國家技術發明二等獎1項及省部級科技獎勵9項,曾獲中國青年科技獎、中國青年女科學家獎等。

潛心科研結碩果

我國是合成橡膠及輪胎的第一大生產國,但還不是合成橡膠及輪胎的工業強國。產業界自20世紀80年代也開始考慮引進丁基橡膠生產技術,但國外相關公司不予理會。在這種境況下,中國石油化工股份有限公司通過部分引進及國內自主技術開發相結合,經過了多年艱苦歷程,終於建成了3萬噸/年丁基橡膠工業生產裝置,並進一步採用吳一弦和她的研究團隊所開發的異丁烯可控陽離子聚合的理論、方法和工藝技術,解決了丁基橡膠生產中的關鍵技術難題。

自2002年起,不僅可以在3萬噸/年工業裝置上順利地生產丁基橡膠,而且大幅度提高了丁基橡膠生產效率與產量,有效地調節了丁基橡膠的微觀結構參數,產品質量達到國際同類產品水平,從而打破了國外技術壟斷,結束了我國丁基橡膠全部依賴進口的歷史,也使我國成為少數掌握了丁基橡膠關鍵合成技術的國家之一。

吳一弦以此為新起點,面對綠色輪胎需要高性能合成橡膠材料合成的新挑戰。綠色輪胎是指節能、環保、安全的輪胎,具有低滾動阻力、低燃油消耗、出色的操縱穩定性、更短的制動距離和更好的耐磨性。自1992年法國米其林公司綠色輪胎成功問世以來,綠色輪胎迅速發展,已成為國際上高性能輪胎的發展方向。

目前,綠色輪胎胎面膠使用的合成橡膠材料主要有溶聚丁苯橡膠和稀土順丁橡膠,這兩種關鍵材料需要我國自主研發和生產。為此,吳一弦又帶領研究團隊繼續堅持基礎研究、技術開發與工業應用的科研道路,開展稀土催化劑及共軛二烯烴配位聚合研究,經過近10多年的研究積累,開發了高活性高定向性的稀土催化劑及其製備技術、丁二烯可控配位聚合新方法與新工藝,形成了一系列自主知識產權技術,這些研究成果也於2012年10月在中國石油化工股份有限公司實現3萬噸/年高性能稀土順丁橡膠的工業應用,為綠色輪胎髮展提供了高性能合成橡膠原材料。

吳一弦正在指導年輕人做實驗

2017年9月,吳一弦帶領研究團隊在6萬噸/年順丁橡膠新催化劑工業試驗中取得創新成果,所生產的順丁橡膠產品具有優異的耐屈撓龜裂性能及抗裂口增長性能,有利於提高輪胎的高速性能、耐久性和安全性,這是堅持在產學研用協同創新模式下的又一重要成果,推進了科技進步和產業發展。

2018年5月,吳一弦教授主持完成的「新一代稀土順丁橡膠高效聚合成套技術」項目在北京通過了由中國石油化工股份有限公司科技部主持的科研成果鑒定,所開發的新一代稀土順丁橡膠高效聚合成套技術及其工業化應用取得的突出成果得到了充分肯定和高度評價,項目整體技術具有國際領先水平。

鑒於吳一弦多年來所取得的突出成績,2000年她被北京化工大學破格提升為教授,成為學校當時最年輕的女教授,2004年入選教育部優秀人才工程,2009年成為教育部長江學者特聘教授,並榮獲「第三屆全國新世紀巾幗發明家新秀獎」、「第十二屆中國青年科技獎」、「第九屆中國青年女科學家獎」等榮譽稱號。

吳一弦(左3)榮獲2018年度第十屆侯德榜化工科學技術獎成就獎

面對成績,吳一弦顯得尤為淡然,她表示:「國家高度重視科研工作,投入了大量資金引進科研人才,改善科研條件,我們沒有理由不去把工作做好。

教書育人桃李芳

儘管吳一弦已經承擔了繁重的科研工作,但她卻始終堅持教書育人,為本科生、碩士生和博士生在講堂上講課,為大學新生講第一堂課,為本科生主講《聚合物製備工程》課程,為學科交叉班本科學生主講《可控聚合與大分子工程》課程,為研究生主講《陽離子聚合》課程等。

在課堂上,吳一弦結合自己豐富的科研和實踐經驗,結合科學研究前沿,深入淺出,把複雜的理論知識形象化,將相關科學研究前沿與自身科研體會帶到課堂,將自己的畢生所學教給學生,讓學生感受著化工科學、材料科學的獨特魅力。

在研究生培養上,吳一弦更重視培養學生的創新性和獨立研究能力,既給了學生們充分的創新空間,也確保了研究生的課題研究盡量少走彎路。吳一弦的研究生中不乏優秀畢業論文、優秀畢業生、創新創業大賽的獲獎者。她指導的博士生在國際期刊上發表的論文,兩次榮獲優秀論文提名獎。截止2018年,吳一弦已為國家培養研究生百餘名,他們正在各自的工作崗位上為祖國建功立業。

「聚合之家」愛無邊

「一個人的成功往往是與良好的團隊協作密不可分的,在科研中更是如此。」作為科技帶頭人,吳一弦十分注重科研團隊的隊伍建設,「科研事業是集體的事業,就像木桶效應那樣,不能有短板。」來自全國各地的莘莘學子,不僅在研究室里體會到可控聚合及先進高分子材料製備研究的樂趣,更感受到家的溫暖,學生們親切地稱研究室為「聚合之家」。

吳一弦十分關心青年教師的成長和發展。除了在專業領域的無私幫助外,她還主動關心青年教師在生活上的想法和要求,幫助他們解決困難。她自發為教師和研究生購買團體意外險,使團隊成員體會到組織的關心和溫暖,打造了一支素質優良、朝氣蓬勃、戰鬥力強的黨員隊伍和學科梯隊。

在吳一弦的帶領下,團隊先後承擔包括國家「973」基礎研究課題、國家「863」高新技術開發項目、國家自然科學基金項目等50餘項重大課題,從基礎研究、技術創新到產業應用,將研究成果轉化為生產力,解決關鍵技術難題,申請/授權國內外發明專利120餘項,發表論文130餘篇,獲國家技術發明二等獎1項及省部級科技獎勵9項。

2015年吳一弦參加全國高分子年會大會做報告

為了幫助在校貧困學生專心完成學業,並鼓勵學業和科研優異的學生,在吳一弦的倡導下,研究室先後設立了「學術創新」「團隊合作」「文獻彙報」「崗位標兵」「科研記錄」等多項獎學金。每年,吳一弦都會從自己的工資中出資加入到材料學院設立的「教授獎學金」中,她還拿出自己獲「中國青年女科學家獎」的10萬元獎金,設立本科生「萌芽之星」獎學金及研究生「萌芽之星小導師」獎學金。此外,從2002年開始,吳一弦借鑒她在比利時的留學經歷,按月份為研究室成員過集體生日,大家其樂融融。

吳一弦在高分子科學與工程的教學、科研道路上一路風雨兼程,攻堅克難,伴隨時間流逝的,是那顆對知識和科學技術執著追求的心。她熱愛科研工作,熱愛教書育人,覺得有機會能夠在自己喜歡的領域裡做事,很幸運,一定要做好。她認為,做科學研究充滿興趣與挑戰,而研究的樂趣就在於探究未知的過程。在這個過程中,每天都有著或大或小的奇蹟!


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