理工要聞

【榜樣力量】五十七載教研夢 耄耋之年譜新篇

——記中國工程院院士雷清泉教授

作者:時間:19-11-18 17:20來源:黨委宣傳部點擊:

雷清泉,哈爾濱理工大學教授,博士生導師,中國工程院院士。1962年畢業于西安交通大學,1981至1983年公派留學西德漢諾威大學,1993年被聘為日本大阪大學客座研究員,IEEE高級會員,IEEE-DEI’s ICPADM2009國際學術會議主席;現任“電力設備電氣絕緣國家重點實驗室”學術委員會主任委員(西安交通大學);“電子薄膜與集成器件國家重點實驗室”學術委員會主任委員(電子科技大學);西安交通大學、青島科技大學雙聘院士,清華大學、四川大學、上海交通大學、北京交通大學、大連理工大學兼職教授,武漢大學講座教授;中國電工技術學會工程電介質專業委員會主任委員、中國物理學會電介質物理專業委員會委員;第九、十屆國家自然科學基金材料與工程學部評議組成員。先后主持完成了國家“九五”重點科技攻關項目1項、國家自然科學基金4項,其它科研課題18項。獲2001年國家技術發明二等獎1項及發明專利1項,省部級科學技術獎一等獎2項,二等獎各1項。2009年,榮獲黑龍江省“新中國成立60年感動龍江英才”榮譽稱號。

2002年2月1日,雷清泉教授主持的研究成果“新型半導電聚省醌自由基高分子粉末材料的制備及其傳感器應用”獲得國家技術發明二等獎。這是他帶領課題組經過13年的艱辛努力,率先在世界上解決了應用半導電省醌黑高分子粉末材料制作壓力及溫度傳感器的科技難題,為我國油氣開發和振興東北老工業基地建設做出了重要貢獻。2017年,已當選中國工程院院士14年的他,在沒有任何項目基金支助的情況下,憑著執著探索和思想創新,在世界納米電介質領域的研究中再譜華章,首次命名的納元胞及超絕緣體原型獲得了實驗驗證,在納米結構材料上獲得極高的擊穿強度,實現了通過結構構筑以調控材料性能的目的。這是納米電介質研究領域的突破性進展,它突顯了時間上的超前性,科學上的概念創新性,技術上的潛在顛覆性,其影響并不亞于發表在Science與Nature刊物上前沿或熱點性跟蹤性論文。該項成果發表在國際著名刊物Nano Energy上,為他自己80壽誕獻上了具有特殊意義的生日禮物。

獻身科學 報效祖國

雷清泉1938年出生在四川省岳池縣中和鄉。1歲時失去母親,7歲又失去父親,年幼的他跟著奶奶,靠著姑姑接濟生活。讀完小學后,由于家里沒有能力供他讀書,就輟學在家務農,13歲時,鄉里的干部找到家里,使他享受國家全額助學金及生活補助費,一直到讀完大學。在他幼小的心靈里,知道家境的困難,讀書的不容易,所以他倍加珍惜這來之不易的讀書機會,在除草、鏟地、插秧的空閑時間,他就抓緊時間看書,直到現在他都保持著愛讀書的優良習慣。1957年,雷清泉以優異的成績考入西安交通大學,師從我國電介質物理的開創者、奠基人陳季丹教授。恩師博學嚴謹的學術造詣和執著研究的求索精神深深地感染著他,引領他遨游科學的海洋,也堅定了他追隨著恩師的腳步,沿著恩師的研究方向篤定前行的信念。

1962年,雷清泉從西安交通大學畢業后,堅決服從國家分配,來到哈爾濱電工學院任教。1981—1983年,雷清泉在德國漢諾威大學做訪問學者,從事高壓絕緣材料中空間電荷理論研究。期間,他清醒地看到了我國與發達國家之間的懸殊差距。一顆強烈的愛國心使他暗下決心:外國人做過的,我們要做得更好;外國人不能做的,我們也要做;科學研究就是要爭取第一,只有第一,才有意義。在學習期間,他放棄了一切旅游休閑機會,甚至把行李搬到實驗室,進行介電現象的理論與應用的研究,立志學成后報效祖國?;仡櫮嵌谓洑v時,他說,“在我看來,旅游什么時候都可以,但學習的好機會,一旦錯過,就再也不會回來了?!?/p>

“我童年就失去父母,是黨和國家送我上學,支持我的生活,我唯有勤奮工作才能回饋這份恩情?!崩浊迦锌馗嬖V筆者。歸國后,雷清泉瞄準電氣絕緣領域前沿及相應交叉學科潛心研究。當時,如何解決油田電泵井采油生產過程中連續監測井下地層的壓力及溫度變化問題,一直是一個世界性科技難題。由于用于監測傳感器的制備上所用的半導電高分子材料尤其是其中的聚省醌自由基高聚物(簡稱省醌黑)耐熱氧化穩定性差,故其規?;瘧靡恢睙o法實現。從1962年起,美國MIT學者Pohl在海陸空三軍聯合及菲利浦石油公司等資助下,對此類材料的性能做了深入研究,雖然合成了數百種省醌黑,但直到1986年Pohl去世,仍未解決該類材料能制作傳感器這一難題?;趪鴥韧庥吞锸袌鰧π滦蛪毫囟葌鞲衅鞯募毙?,1987年,雷清泉組建課題組,與團隊成員瞄準這一領域國際難題開始進行攻關。面對沒有標準樣品、沒有參考資料、甚至連生產設備都沒有的艱苦環境,雷清泉帶領團隊埋頭苦干,專心研究,以驚人的毅力和堅定的信念,歷時13年,歷經數百次失敗后,在世界上首次成功研制了用于潛油電泵井下監測的半導電聚省醌粉末材料制備的溫度壓力雙參數傳感器。在該項目申報國家技術發明獎的評審會上,國內眾多專家連聲稱道:“這是原始創新,這絕對是原始創新?!备钊俗院赖氖?,從傳感器的材料,傳感器設計到傳感處理的整個研發過程,都是雷清泉率領團隊自主創新完成的,擁有多項發明專利。2003年,雷清泉當選中國工程院院士,時任哈爾濱理工大學校長趙奇動情地說:“雷清泉教授是在哈爾濱理工大學貧瘠的土地上厚積薄發,土生土長的院士?!?/p>

2009年9月,雷清泉院士榮獲黑龍江省“感動龍江英才”榮譽稱號

持之以恒 開拓創新

持之以恒,走創新之路是雷清泉對科學精神的堅守與追求。他善于站在時代和科學的高度,以前瞻性和開拓性的思路把握研究方向,一旦確認目標,即堅持不懈,不達目標絕不罷休?;仡櫵〉玫脑S多重要成果,都是歷經十年磨一劍的歷程,有抱負,有責任,不氣餒,不言敗。

“人的偉大是在細微處閃光?!崩浊迦淌谄饺湛偸且轮啒?,做事端正,從不奢華,彰顯了他豁達開朗的人生態度。在早期科研條件極為艱苦的環境下,他經常鼓勵大家發揚紅軍長征時期的艱苦奮斗精神。在熱釋光研究時,他和團隊成員深夜在軍大衣覆蓋下獲得過3個光子背景噪聲的測試結果。日常生活中,他最大的愛好就是讀書,以對未知世界的探索為最大樂趣,成就了他融合物理學、材料科學、生命科學、信息技術于電介質理論的基礎知識,造就了他在導電聚合物傳感器制備技術方面的成就和在納米電介質前沿領域的探索能力,并構成了獨到的思考理念。近10年,他依舊花大量時間閱讀國際知名刊物NATURE和SCIENCE中的文章,關心國際頂級科學家思考的問題。

雷清泉與課題組成員研討

關于創新,雷清泉有他自己的體會:“創新不能只盯著這些在科學上已經開始閃光和發熱的亮點,要瞄準國家科技與經濟發展的需求,盯住一個隱約有希望的點堅持下去,就可能導致創新?!?/p>

他是國內開展納米電介質理論研究的開拓者。早于2001年,他在電氣絕緣領域第一個承擔了關于納米復合聚酰亞胺材料的國家自然科學基金重點項目。在研究過程中,他敏銳洞察到納米電介質領域存在的問題、解決思路和未來發展方向,盯住這個還未引起科研同行關注的“有希望的點”,他開始了潛心研究。2009年,他作為會議申請者與執行主席主持召開了第354次香山科學會議。香山科學會議是國家頂級的科學會議,旨在探討前沿性、戰略性科學問題,引領科學研究發展方向,為國家高層提供決策支持。會議執行主席為知名科學家,因為議題側重基礎理論,少有工程院院士主持,至2009年也是我省首位科學家主持香山科學會議。

雷清泉院士申請并主持我國科學屆高層次學術會議--香山科學會議

會上,雷清泉院士做了“納米電介質的結構及運動的時空多層次性及其思考”的主旨報告。他指出,納米電介質研究涉及凝聚態物理學、材料科學、表面與界面科學、電氣工程、電子科學與工程以及信息科學與工程等多學科交叉,涉及過去從未研究過的納米電介質及相應結構這一介觀領域。因此,在傳統的電介質微觀結構——宏觀性能理論的基礎上,應加強介觀或納米尺度結構與微觀結構及宏觀性能之間關聯作用的研究,探索建立微觀結構——介觀結構——宏觀性能三者之間的相互關系與理論模型。這就是在納米電介質領域被廣泛認同的3M關系(微觀microscopic-介觀mesoscopic-宏觀macroscopic) ,為納米電介質發展確立了理論框架并指明了研究方向,得到業界的高度評價。瞄準這個方向,他又持續攻關了8年,首次構建了“一種一維納元胞超電絕緣體的原型”,發現了納結構對高電場下電子運動的調控作用,無疑,這一原創成果將推動納米電介質研究從技術型過渡到科學型的革命性進展,在世界電氣絕緣領域的科研高峰上再次折桂。

值得注意的是,雷清泉院士對納米復合聚酰亞胺耐電暈老化薄膜材料,在材料結構、制備工藝以及材料特性方面做了大量研究工作。這些工作為我國實現這種材料的工業化生產奠定了基礎。

務實求臻 無私奉獻

“落紅不是無情物,化作春泥更護花?!弊鳛槲倚8唠妷号c絕緣技術學科建設的帶頭人,他以超前的戰略頭腦思考和把握電氣工程學科的發展建設。他強調,學科建設的重點是人才隊伍建設,要有帥才和一批將才,他們要有雄厚的專業基礎知識,突出的工程實踐能力和創新思維,更重要的是,要有厚積薄發、遠見卓識、獻身科學的價值追求,鄙視安于現狀、自我滿足的心態。他強調,要獲得學科同行的肯定,需要不斷凝煉自己的科研方向,充分發揮自己的特色與優勢,科研項目要有一個整體知識作支撐,必須有不看小、只看大的精神,要對學科建設有質的而不僅僅是數的貢獻。針對如何實現學科跨越式發展,他認為應該目標遠一點,心胸寬一點,開始步伐慢一點、穩健一點。在他的率領下,我校電氣工程學科建設從1997年博士點“零”的突破到2007年成為國家重點學科,僅僅用了10年時間。

2007年,他以超前的眼光對電氣工程學科平臺進行長遠布局,從國際科學技術發展的前沿角度考慮,把納米電介質的研究作為學科發展的突破口。為建設黑龍江省新材料支柱性產業,2009年,時任省長栗戰書到哈爾濱理工大學重點實驗室視察,為雷院士的獻身科學精神所動,并為他提出的以納米電介質為特色的實驗室建設落實了3900萬元的建設經費。翌年,電介質工程國家重點實驗室培育基地獲批建設。同一時期,國家自2010年起每年投入450萬元支持重點學科建設,持續5年。充足的經費極大地豐富了學科發展和重點實驗室的基礎環境,為學校的學科發展建設帶來了新的飛躍。

時任黑龍江省省長栗戰書視察我校重點實驗室

2009年,雷清泉親任大會主席,在哈爾濱理工大學成功舉辦了電介質材料性能及應用國際會議,使哈爾濱理工大學成為我國繼清華大學、西安交通大學之后第三個舉辦該項國際學術會議的高校,增強了學校與國際學術同行的交流。會上,雷清泉院士系統地介紹了納米電介質理論框架,受到與會學者的廣泛關注和高度評價,進一步擴大了我校在該領域的國際影響力。

傳承知識 矢志不渝

“1991年,法國德熱納教授在獲諾貝爾物理學獎后,隨即于1992-1993年用兩年時間在法國200多所高級中學做‘軟物質與硬物質’的現代科普教育;美國諾貝爾物理學獎得主費因曼自認為,他最大的貢獻不是諾獎,而是他的流芳百世的‘費因曼物理講義’,他們崇尚教育的偉大品質一直是我學習的榜樣?!崩浊迦淌诔龍猿直挥鳛樘鞎碾娊橘|物理專業基礎課教學外,把傳承知識,提攜后生作為他矢志不渝的追求。在55年的教育生涯中,他一直工作在教學科研第一線,勤奮努力,默默耕耘。不論科研工作有多忙,他始終堅持給本科生及研究生授課,承擔了電介質物理、量子力學及固體物理、半導體物理、高聚物的電性能、固體的光學性能等專業基礎課的教學工作。他不僅為學生“傳道授業解惑”,更以一個科學家的品質和人格魅力感染、啟迪著學生。他重視夯實學生的理論基礎和實踐功底,每年都從大三的本科生中選拔創新意識和動手能力強的學生參與他的課題研究。他早期的研究生、電纜86級王福來的碩士論文,1990年就在美國《FERROELECTRICS》刊物上發表,被SCI收錄;碩士生王暄的論文于1992年發表在美國《J.Appl.Phys.》刊物上,被國外學者多次在SCI刊物上引用;他的研究生馮雪冰曾獲1996年“全國十佳跨世紀優秀人才”的榮譽稱號;1998年,他指導的本科畢業生張清悅,因制作正溫度系數的自限溫電纜,獲得了全國大學生“挑戰杯”科技競賽二等獎,成為當年黑龍江省參賽學生中唯一的獲獎者。

雷清泉院士為本科生授課

當選院士后,雷老師沒有停下教學科研的腳步,淡泊名利,把院士的光環映射在他熱愛并執著堅守的教學科研領域。他分別在不同類型院士論壇、高等院校、科研院所相繼做了30多場關于工程電介質基礎理論、材料及其應用等系列學術報告。2007年4月24-25日,雷清泉在清華大學電機系成立70周年學術交流會上作了關于“工程電介質的理論基礎及研究進展”的系列專題學術報告,包括電介質物理的理論基礎,電介質中的空間電荷效應,納米高聚物介電復合物的研究現狀、方法及思考,介電現象及其近代應用等內容,幾乎涵蓋了他一生對工程電介質理論材料及應用的科學總結,深受同行專家和廣大師生的贊許。他出版的專著《高聚物的結構與電性能》篇幅雖然不長,但字字珠璣,深入淺出,深受廣大學生的歡迎。該書專業性極強,印數有限,經常發生學生在圖書館中排隊搶閱的現象。雖然年事以高,但是他能與時俱進,抓住年青學者善于利用網絡查閱學術資源的特點,主動利用互聯網傳播基礎知識,使更多的年輕學者受益匪淺。他的一篇《電介質中的空間電荷效應》的學術報告,分別在百度文庫、豆丁網、新浪愛問資料共享、道客巴巴等幾個影響很大的資料共享網站上被大量閱讀,下載量已超過上萬次,在百度文庫和豆丁網被評為精品PPT。有網友評論:所有講解是建立在別人無法企及的深厚、廣泛的基礎知識上,深入淺出,淺顯易懂。

雷清泉院士在指導學生實驗

黑發銀霜織日月,耄耋之年霞滿天。在哈爾濱理工大學這塊“貧瘠”的土地上,雷老師扎根、成長、開花、結果,走過了57年教書育人、潛心科研、追求真理的人生旅途,當年年富力強的他現已逾80高齡,但每年依然堅持為青年學生開展“開學第一講”等專題講座,開啟學生的專業之門;經常為教師開展學術講座,參與學術研究活動,啟迪青年教師的科研精神,引導師生肩負時代責任和使命。

雷清泉院士為2019級新生做“新生第一講”講座

在學校舉行的“慶祝第35個教師節暨‘終身榮譽教授’‘學生最喜愛教師’表彰大會”上,校評審委員會致雷老師的頒獎詞是:

鍥而不舍是您求知精神的真實寫照,

追求第一伴隨您的科研人生。

60載教育生涯,記錄了您對學生的諄諄教誨:

“學到深處,夯實基礎;問到深處,求實創新”,

納米電介質理論研究的創新之路上,留下了您與團隊的拼搏歷程:

“遠見卓識、厚積薄發;獻身科學,持之以恒”。

尺樹寸泓,沛雨甘霖,您的學術成果步入納米電介質的前沿領域,

耄耋之年,您的科研碩果再攀世界科技前沿高峰。

您的成就已載入哈理工的發展史冊,

您是師生心中那道亮麗的彩虹。

70載薪火相傳,玉汝于成,以雷清泉院士為代表的老一輩哈理工人身上體現出的‘獻身科學、務實創新,終生學習、持之以恒,艱苦樸素、陽光向上’的寶貴精神品質,是新時期哈理工人需要認真學習和傳承的寶貴財富。站在理工大學發展的新起點上,他們的奮斗精神將一直激勵著哈理工人以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,以實現“雙一流大學”建設為已任,為現代化新龍江建設,為實現中華民族偉大復興的中國夢譜寫新的篇章。

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