她用小微球托起“深海勇士”

 
 
她用小微球托起“深海勇士”  
——记2019中科院年度创新人物张敬杰  

张敬杰在实验室 理化所供图

8000米、9000米、10000米！

这是“万泉”号深渊着陆器首次下潜到达的深度。随着它的下潜，中国科学院理化技术研究所（以下简称理化所）研究员张敬杰的心提到了嗓子眼。

“万泉”号是我国首个采用全国产浮力材料的万米深渊着陆器，张敬杰团队正是这一材料的提供者。

此刻身在北京的她，因为通讯滞后，比在现场更为紧张：浮力材料能否承受住万米海底压力？能否顺利上浮？就算实验验证已接近完美，但谁也无法保证海试万无一失。一旦失败，装备可能失联，许多人数年的努力将付之东流……直到科考队发来消息说浮力材料相当给力，张敬杰的心才终于落了下来。

2017年3月23日，骄阳之下的三亚港码头，人声鼎沸，中国科学院深渊科考队顺利回港。在此次综合科考中，“万泉”号20次挺进10800米深的海底，作业时间超过90小时。这宣告着，国产万米级浮力材料过关了！

看到“万泉”号在万米深海驰骋，难以抑制的自豪感涌上张敬杰的心头。为了这一天，她已经奋战了10多年。

白手起家

张敬杰和导师宋广智从上世纪90年代开始进行微米级无机非金属球形粉体的研究，距今已有20多年。

回想起早期“原始”的科研条件，张敬杰印象深刻——由于没有高温设备，张敬杰搬来自家的煤气罐，和老师一起手工制作了简易喷枪烧制球形粉体。

空心玻璃微球是一种轻质无机非金属多功能材料，不仅密度小、导热系数低、介电常数小，还具有机械强度高和耐腐蚀等优良性能，应用极为广泛，大到航空航天，小到护肤品，无处不在。但是，由于其奇特的几何形貌——微米尺度的薄壁完美空心球体，技术含量极高，高性能产品被国外少数公司垄断，并对中国禁运。

2004年，导师退休后，张敬杰接棒担任课题组长，带领科研团队继续进行技术研发。期间，他们成功实现了空心玻璃微球在油田开采、隔热保温等行业的技术转化。

为进一步提高空心玻璃微球的强度，2012年冬天她带领团队奋战在通州基地，吃住在没有暖气的车间里，连续工作了4个月。

“那个冬天格外寒冷，早上起床第一件事是烧一壶热水，把冰化开，才能配溶液，做实验……”张敬杰回忆，经过此次技术攻坚，大大增强了微球的强度。

2014年，张敬杰又带领团队投入到廊坊中试基地的建设中。

就这样一步一个脚印，经过了十多年的技术攻坚，理化所突破了一系列科研难题，实现了空心玻璃微球和浮力材料的量产。使得我国成为继美国之后，第二个能提供高性能空心玻璃微球产品的国家。

从原始创新到示范应用，张敬杰用十几年时间走通了这条路。

虽然经历许多波折，但张敬杰认为：“现在回头看，再艰辛的付出都是值得的。这一切都来源于继承和坚持。”

梦想成真

2012年，我国第一台载人深潜器“蛟龙号”下海时，固体浮力材料全部来自进口。张敬杰的梦想，是打破这种被动局面，用国产材料取而代之。

“21世纪的海洋是大国角力的战场。大规模开发利用海洋必须有高端海洋装备和材料支撑，否则一切都是空谈。”张敬杰表示，固体浮力材料是深潜器六大关键技术之一，由空心玻璃微球加上树脂基材通过混合和热固化形成。这种复合材料必须又轻又强，才能既提供浮力，又承受海底高压。