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2023年度陕西省最高科学技术奖 | 姚熹院士:在西部创造世界领先

2024-07-31   陕西网   阅读量:156

    “铁电”这一学科领域,也许在很多人看来是既冷门又陌生,但殊不知如今中国却是全球铁电研究最为活跃、科研成果频出的国家之一。

    多年前,当姚熹代表中国参加IMF(国际铁电会议)时,在场的外国委员向他问道“亚洲在铁电方面的研究力量众多,为什么亚洲不能自己办一个?”。

    “是啊,亚洲铁电研究不输美西方,为什么亚洲不能自己办亚洲铁电学会议(AMF-1)?”

    于是,由中国主导、西安诞生的亚洲铁电学会议(AMF-1)在姚熹院士及一众科研人员的推动下,于1995年正式召开第一届,开启了中国人主导的国际铁电学术活动。

姚熹院士

姚熹院士

    伴随西迁迎来一场“科研邂逅”

    铁电陶瓷是一种特别的材料,它带有自发存在的正负电荷对,当下主要用来做电容器、传感器和某些执行器,在一些最新的电子设备中使用得比较多,但这一学科在姚熹读大学的时代,还是冷门行业,中国在该领域几乎是空白。

    1952年高中毕业,姚熹进入上海交通大学学习,根据当时国家需要,交通大学新建了电气绝缘与电缆技术专业,姚熹主动加入,自此明确了一生所追求的专业方向。

    1958年,交大“西迁运动”如火如荼,当时西安高压电瓷厂作为国家“一五”期间苏联援建的一个工程项目,尚未建成完工,苏联专家就已经撤走。学校派年仅23岁的姚熹负责组织交通大学电机系百余名学生到西安高压电瓷厂,承担研制我国第一台33万千伏高压电瓷套管项目。

    当他和同学们第一次来到西安,看到了一无所有,甚至尚未完工的生产车间时,瞬间大脑一片空白。没有设备就自己制造,没有技术就自己摸索。

    经过八九个月的研究创造,新中国第一台33万千伏高压电瓷套管在他们手中诞生,虽然只是一个绝缘陶瓷套管,但对于当时的中国来说,实现了从0到1的跨越,为我国330kV超高压输配电设备研制开辟了道路。

    随着西安交通大学的创办,姚熹正式扎根西部,在这里迈出了中国铁电研究追赶超越的脚步。

    1963年,姚熹根据多年讲授经验归纳总结编写《特种电瓷》讲义、《无机电介质》上下两册,共60万字,其中《无机电介质》被中国科学院用作来华留学的外国研究生教材。

    1964年,姚熹指导的研究生通过论文答辩,成为国内电子材料方面第一名研究生。

    随后几年间,他利用学科间隙查阅英文资料研究晶体管,并主持制定第四机械工业部的固定电容器高频参数测试标准被采纳,之后被确定为国家标准,获得国家标准总局一等奖。

    用电介质串联起的人生

    从1958年随校迁往西安,1982年获美国宾夕法尼亚州立大学固态科学博士学位,到1991年当选中国科学院院士,2007年当选美国国家工程院外籍院士,姚熹个人的提升,也伴随着中国铁电研究从基础到领先的发展。

    六十年间,姚熹带领团队提出了弛豫铁电体“微畴-宏畴转变”及“新玻璃模型”理论,率先开展和引领一系列高性能铁电材料的研制,推动了弛豫铁电单晶、反铁电陶瓷在国防领域的应用研究。指导带领团队获得2020年度中国科学十大进展,成果在西安中船、兵器等推广应用,让陕西成为了国内铁电压电材料的研究高地。

姚熹院士研发的大尺寸弛豫铁电单晶

姚熹院士团队研发的大尺寸弛豫铁电单晶

姚熹院士研制的反铁电多层陶瓷电容器

姚熹院士团队研制的反铁电多层陶瓷电容器

    在2007年姚熹正式成为美国工程院外籍院士时,美国工程院在公报中说:“来自中国的工程专家姚熹,在电子陶瓷科学和工程创新方面做出了杰出的贡献。”

    除了西安交通大学外,他还对清华大学、电子科技大学、华中科技大学等学校铁电陶瓷研究和相关学科的发展作出了积极贡献。

    “虽然电介质科学在中国的发展已经有70年的历史,但是人们对实际电介质中所发生的电物理过程的认识,很难令人满意。电子陶瓷作为一类重要的电介质材料的研究工作,还主要依靠事实和经验的积累。”姚熹认为,材料学科正在从经验走向科学,其科学性有待大大提高,要认真考虑如何与时俱进发展电子陶瓷。

    六十年间,姚熹推动成立了亚洲铁电学联盟,帮助日本、韩国、泰国、马来西亚等国进行科研发展,力推与俄罗斯、法国、德国等国家的合作。西安交通大学国际电介质研究中心也通过国际交流合作取得了显著成绩,产生了一系列在国际上有影响的一流学术成果。

    除了学术研究成就外,对于推动中国电子陶瓷国际化所做的努力上,姚熹也在不断发力。

    1993年创建亚洲铁电学会(AFA),推动了举办系列亚洲铁电学会议(AMF);2005年创建亚洲电子陶瓷学会(AECA),推动了亚洲电子陶瓷会议(AMEC)的转型。正是在姚熹的大力推动下,AFA的研究队伍亦越来越壮大。

    用大格局进行大科研

    “事实上,中国有关这方面研究的队伍一直以来都是全世界最大的,虽然其他国家的研究队伍很小,但他们在国际上发声较多,AFA的创建和AMF的召开为中国学者提供了发声的机会,大大提升了我国和亚洲在铁电学方面的国际学术地位,也为青年学者打造了深度交流和合作的舞台,引导了我国和亚洲铁电学事业的繁荣发展。”

    在姚熹看来,中国人才辈出,科研土壤肥沃,要以合理有效的方法全面营造出科研创新环境,进一步激发人才活力,敢于并用于发出我国科学家自己的声音,才能将国之科研迈出世界性步伐。

    科研需要大格局,这是姚熹始终践行的准则,而他的大格局体现在他葆有胸怀大局的眼界、注重青年人才的培养、积极创造条件为青年学者发展提供机会,不断向中国乃至世界铁电陶瓷领域传递中国科学家的声音。

    从上世纪80年代起,他就积极推荐团队青年教师参与承担“863计划”课题研究,并推荐他们出国参加国际会议、进修访问。

    “甘做提携后学的铺路石和领路人”是姚熹在对后生们的科研态度,他认为,做材料、做陶瓷要超越“炒菜”思路,不是简单添加元素观察影响,而是追求科学问题简单化,如需要什么样的材料、应该从什么路线去寻找,或者发现一种新的物质,应该用什么样的论据判断它有什么应用,要探究事物的本质和内在机理。

    姚熹对自己多年来的科学人生有着独到的“注解”:“做人做事要追求真善美,路在自己脚下,要靠自己一步一步往前走,往上攀升。”一切的成就,都为国之强盛,如今自己成为学科领路人,一路走来所经历的风雨,获得的经验,更需传给后来者。

    如今,姚熹院士仍然奋战在科学研究和学科建设的第一线,继续把他的智慧和精力奉献给他所钟爱的事业。正如姚熹院士曾经说过,“让自己的国家走在世界科学的前列,是我们每一个科学家毕生的使命。”

责任编辑:崔慧琳

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美国国家工程院外籍院士