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张书彦 打造全世界独家的材料科学研究院

发布时间:2016-10-20

张书彦用激光扫描焊接样品,为中子实验做准备

“参加双创周启动仪式能与国家和省市领导还有创客大咖零距离接触,经历了许多激动人心的时刻!”

10月12日下午,深圳湾创业广场全国双创周活动启动仪式现场,东莞材料基因高等理工研究院院长张书彦遇到了前来现场考察的中共中央政治局常委、国务院总理李克强,这让这位今年3月份才刚刚回国发展的年轻科学家特别开心,她在自己的朋友圈发出了与总理的合影,并配上了上述文字。

张书彦介绍,在赛时科技展厅,她作为科学家代表为总理介绍了“科学家在线”的运行情况。“我感觉克强总理非常风趣幽默,介绍完以后我们邀请他也注册加入这个平台,他问我们收不收费,我们告诉总理这个是免费的。”张书彦笑着回忆道。除了李克强总理,张书彦还在现场遇到了马云、马化腾等互联网科技界大咖,“很多以前只在电视上见过的人一下子出现在面前,确实非常激动!”

从博士后到首席科学家仅用四年

张书彦出生于1982年,却是一位非典型的“80后”。2008年,张书彦从牛津大学博士毕业,之后进入了英国最大的国家实验室基地——卢瑟福实验室的散裂中子源开始博士后工作。

散裂中子源装置相当于一台“超级显微镜”,可以为物理学、纳米科学、生命科学、化学、材料科学等众多前沿学科提供功能强大的观测研究平台。在英国工作期间,她一直从事中子成像技术、材料与大型构件三维应力分析等研究,年纪轻轻就已经在中子技术的工业应用领域取得了众多代表国际先进水平的研究成果。

2012年,她通过了英国散裂中子源严格选拔,晋升为首席科学家。从博士后到首席科学家,一般人平均需要用20年才能完成的提升,张书彦却仅用了4年,她也因此成为英国散裂中子源“30年以来第一位华人首席科学家”、“卢瑟福实验室百年来第一位女性华人首席科学家”。

“作为一个中国人,能有在英国最大的国家实验室工作的机会其实是非常难得的。在参加选拔的时候,即使中国人比欧盟人更优秀,但只要欧盟人达到工作的要求条件就必须把工作给欧盟人士,不能给外国人。”张书彦说。她之所以能获得“超常规”的提升速度,除了科研实力获得学界认可外,也因为她在中子技术的工业应用方面作出的突出成绩。

在英国散裂中子源,张书彦所负责的用于材料观测的Engin-X谱仪是世界上技术最领先的工程谱仪之一,在众多谱仪中应用历史最悠久、用户群最广、产业利用率也最高。张书彦主持该谱仪期间,不仅牵头研发了三项世界领先的创新测量技术,并且还成功将工业应用率从15%提高到了70%,促成了很多工业用户与中子源项目的合作。著名的塔塔钢铁公司曾委托张书彦的团队对该公司海底输气管道的焊接部位进行应力检测,通过先进的测量手段分析后,张书彦发现原来的方案过于谨慎,管道的厚度可以适当减薄。“几十甚至上百千米的海底管道,哪怕只薄0.5毫米,节约的成本也是相当可观的。”张书彦介绍道。

由于Engin-X谱仪非常受工业用户欢迎,导致供不应求无法满足使用需求,常常五个使用申请里面只能有一个进行实验,因此她曾计划在英国散裂中子源基地新建一台工程谱仪。“当时考虑要比原来的谱仪有所创新,而且用户要实现最精准应力测量也必须要用到两种以上的测量方法,因此就想到和其他研究机构合作,建立一个包括中子测量技术在内的具有多种测量手段的专门的材料研究院,如果能建成这在全世界来说都会是独家。”

中英共建全球一流应力测量机构

就在筹备工作刚开始时,张书彦遇到了前来英国考察的广东省和东莞市领导。此时在东莞大朗镇,中国自己的散裂中子源工程也正在紧张的建设之中。该工程是中国迄今为止单项投资最大的科学装置,广东省和东莞市有关部门对该装置建成后如何有效应用非常重视,专程赴英国中子源项目考察。

2016年3月,张书彦受邀回国在松山湖成立了广东(东莞)材料基因高等理工研究院,项目总投资5.5亿元,其中1.3亿元用于在中国散裂中子源项目中建设一台工程谱仪,探索产业化应用。

张书彦说,散裂中子源工程和谱仪等设备的建设周期很长,距离真正投入使用尚需时日,“这段时间我们不能光等着工程建设,建成以后的应用才是更重要的环节,而用户的培养需要更长的时间。”因此研究院现阶段采取“边建设边做项目边运行”的方式,一方面积极寻找合作用户,一方面利用英国散裂中子源装置进行材料检测和人才队伍锻炼,将来中国散裂中子源工程建成后可以更快实现产业化应用。

9月23日,在科技部部长万钢与英国大学与科学国务大臣乔·约翰逊的共同见证下,广东(东莞)材料基因高等理工研究院与英国科学技术设备理事会、英国公开大学在上海签署了中英合作共建国际应力工程中心的三方合作协议。张书彦透露,该中心建成后将成为世界上测量方法最多、测量样件最大、测量深度最深的一流应力测量机构,可以在航空材料开发、大型工程构件检测等方面发挥巨大作用。目前研究院已经与中国广核集团公司签署合作协议,推动应力工程技术在核电领域的应用。

“我们之前在英国做过一个项目就是帮核电站延长寿命,通过检测和模拟运营评估我们发现该核电站可以再继续安全运行8年,这相当于增加约800亿元人民币的产值。中广核也希望能将大亚湾等核电站大幅度延寿,不过这个能否实现还有待进一步的研究。”谈及该中心接下来可能发挥的具体作用,张书彦举例说道。

大科学装置建设连带效应巨大

张书彦表示,作为国家大科学装置,中国散裂中子源项目在建成初期对于东莞本地企业的直接带动效应或许不会非常明显,而成立材料研究院更多的是服务于航空航天、核电站、高铁等大型国家级高端工程项目。不过她同时举例说,英国卢瑟福实验室最初也只有一个反应堆,反应堆退役后开始建立起散裂中子源,后来吸引了同步辐射光源、空间实验室、大功率激光等科学装置,逐渐形成集群,现在已经成为最大的国家实验室基地,由此吸引的人才更是数不胜数,最终带动整个地区的发展。

“上个月我刚和东莞市有关领导一起去看了上海同步辐射光源项目,回来以后他们的感触都是这个大科学装置能起到的连带效应是非常大的。”张书彦说,项目所在地原本也是名不见经传的郊区小镇,在同步辐射光源装置的吸引带动下,这些年逐渐集聚起大批人才和新的建筑。“东莞现在一直提倡把‘制造东莞’变成‘创造东莞’,每年投几十个亿在打造科技东莞上面,我认为对这个大科学装置的投入就是一个非常正确的选择。”

身为“80后”,张书彦拥有着众多同龄人难以企及的光环:东莞材料基因高等理工研究院院长、中子技术专家、最年轻首席科学家、欧洲散裂中子源科学技术顾问委员会委员、英国公开大学客座教授……似乎任何事情对她来说都能游刃有余应付自如,但她却坦言,事情并没有看起来那么顺风顺水。“现在做的事情跟原来很不一样,毕竟在国外待了很多年,行为处事上还不能一下子适应国内的习惯,”张书彦表示,“这个过程中遇到很多问题,也接触了很多从来没有接触过的东西,要不断去学习,去适应。”

作为英国卢瑟福实验室首席科学家,张书彦原本可以一直留在英国享受优越的生活条件,但她权衡之下还是选择了回国。她对记者说:“回国以后没有了以前那么好的条件,以前可以住在别墅里,现在我和爱人孩子都住在租来的房子里。有时候确实会动摇回国究竟是不是对的选择,但是仔细考虑后觉得自己毕竟还年轻,还是应该在事业上继续努力,不断提升自己。而且有这样一个机会,也希望可以用自己的所学为国家做点力所能及的贡献。”

                                               来源: 南方日报(广州)

 


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