人物名片
廖強(qiáng),重慶大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院教授,重慶大學(xué)國家儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺(tái)主任、工程熱物理研究所所長,全國首批黃大年式教師團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人。長期從事傳熱傳質(zhì)強(qiáng)化、節(jié)能減排、新能源及可再生能源利用等領(lǐng)域科研工作,主持國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目等國家級(jí)和省部級(jí)項(xiàng)目30余項(xiàng)。
廖強(qiáng)教授(左)在實(shí)驗(yàn)室工作。
“吃”進(jìn)二氧化碳,“吐”出生物燃料,在很多人眼中這是一個(gè)奇跡。
“奇跡”的制造者,是在地球上已經(jīng)存在約35億年的微生物——微藻。
5月15日,重慶大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院廖強(qiáng)教授帶著記者走進(jìn)工程熱物理研究所實(shí)驗(yàn)室,拿起一個(gè)裝著綠色溶液的玻璃瓶,輕輕晃動(dòng)了兩下:“‘奇跡’就在里面悄無聲息地發(fā)生。”
1000多公里外,黃河“幾字彎”環(huán)抱處的內(nèi)蒙古鄂爾多斯,同樣的“奇跡”在這里上演。這座曾經(jīng)因煤而興的城市,如今已建成全國最大的微藻固定煤化工煙氣二氧化碳產(chǎn)業(yè)示范工程,變“碳”為寶。
一場持續(xù)數(shù)十年的“碳索”中有著怎樣的故事?記者在實(shí)驗(yàn)室里尋找答案。
接過老師遞來的接力棒
“科研很苦,但堅(jiān)持很酷”
廖強(qiáng)的骨子里,是有些“叛逆”的,否則當(dāng)年他也不會(huì)一咬牙砸掉自己的“鐵飯碗”。
時(shí)間回到1985年。從華中工學(xué)院(現(xiàn)華中科技大學(xué))畢業(yè)后,廖強(qiáng)被分配到國營西南車輛制造廠(現(xiàn)重慶鐵馬工業(yè)集團(tuán)有限公司),擔(dān)任助理工程師。
那個(gè)年代,進(jìn)入一家大型軍工企業(yè)工作,無疑是端上了最吃香的“鐵飯碗”。加上大學(xué)生稀缺,他被確定為重點(diǎn)培養(yǎng)對(duì)象。
然而一年多后,他作出了令人意外的決定——放棄這份好工作,考研深造。
“當(dāng)時(shí)我在廠里的工作是進(jìn)行動(dòng)力設(shè)備的維修和維護(hù),這固然重要,但顯得重復(fù)而單調(diào)。”喜歡思考、鉆研的廖強(qiáng),想嘗試更高水平的科學(xué)研究,為國家作出更大貢獻(xiàn)。
1987年,廖強(qiáng)考上重慶大學(xué)攻讀博士學(xué)位,師從我國著名傳熱學(xué)專家、重慶大學(xué)工程熱物理研究所創(chuàng)建者辛明道。
辛明道是我國熱管技術(shù)奠基人之一,他提出的沸騰傳熱強(qiáng)化機(jī)理分析模型與計(jì)算方法,是該領(lǐng)域的經(jīng)典。其編撰的《熱管基礎(chǔ)及其應(yīng)用》《沸騰傳熱及其強(qiáng)化》等著作和研發(fā)的高效熱管換熱器和電子器件散熱器等技術(shù)極大地促進(jìn)了國內(nèi)熱管與強(qiáng)化傳熱學(xué)術(shù)研究、人才培養(yǎng)和工程技術(shù)的發(fā)展。
“你應(yīng)該‘走出去’,拓寬視野,接觸前沿科技,這樣才能更好實(shí)現(xiàn)自己的夢(mèng)想?!毙撩鞯缹?duì)廖強(qiáng)說。
1997年,廖強(qiáng)前往香港科技大學(xué)從事博士后研究,兩年后回到重慶大學(xué)。
彼時(shí),重慶剛直轄不久?!拔磥?,就交到你們年輕人手里了?!奔磳⑼诵莸男撩鞯?,對(duì)學(xué)生們寄予厚望。
如何接好老師遞過來的接力棒?廖強(qiáng)首先想到的是建一個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,將能源動(dòng)力與生物學(xué)科結(jié)合起來,開展交叉學(xué)科研究。
擺在他面前的,是近乎“一窮二白”的現(xiàn)實(shí)。
爭取來的30平方米場地,地勢低洼,一到下雨天就返潮,墻面直掉皮;實(shí)驗(yàn)儀器短缺,很多時(shí)候只能到其他學(xué)校借。
“每次都是趁別人不用時(shí)去借回來,抓緊時(shí)間用,一旦別人需要,我們就得立刻還回去?!敝貞c大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院教授陳蓉是廖強(qiáng)的第一位碩士研究生,回憶起當(dāng)年參與科研的經(jīng)歷,感慨頗深。
有一次,正值重慶夏季,酷熱難耐。研究所的老師和學(xué)生一道,從沙坪壩坐公交車到大坪,再找一輛小貨車將借來的儀器運(yùn)回。
因?yàn)樯岵坏没ㄥX請(qǐng)搬運(yùn)工,大家全程自己動(dòng)手。有的儀器很重,一臺(tái)就近百斤,回到學(xué)校之后,他們渾身上下衣服都濕透了。
加班也是家常便飯,而廖強(qiáng)是最“卷”的那一個(gè)。幾乎每天,他都要忙碌到凌晨一兩點(diǎn)。“有一次,為了解決關(guān)鍵技術(shù)問題,廖老師在實(shí)驗(yàn)室里守了三天三夜?!绷螐?qiáng)的在讀博士生李沛蓉回憶道。
“科研很苦,堅(jiān)持很酷?!睂W(xué)生們把廖強(qiáng)這句口頭禪寫下來,貼在實(shí)驗(yàn)室墻上,作為團(tuán)隊(duì)的座右銘。
從“燒鍋爐”到“搞養(yǎng)殖”
“科研人要瞄準(zhǔn)國家重大需求”
“以前是‘燒鍋爐’的,現(xiàn)在是‘搞養(yǎng)殖’的?!绷螐?qiáng)團(tuán)隊(duì)里,大家常常這樣調(diào)侃自己。
“燒鍋爐”,源自他們工程熱物理的“老本行”,過去常跟鍋爐打交道;“搞養(yǎng)殖”,源自他們的“新行當(dāng)”,在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物。
廖強(qiáng)回到重慶大學(xué)后嘗試開展交叉學(xué)科研究,微生物能源轉(zhuǎn)化是其中一個(gè)研究方向,團(tuán)隊(duì)成員這就有了上述兩種身份的切換。
“微藻是那些在顯微鏡下才能顯現(xiàn)其形態(tài)的微小生物,已知的藻類有3萬余種?!绷螐?qiáng)介紹,微藻的生長同樣依賴光合作用,但光合作用效率特別高,是樹木等陸生植物的10倍至50倍。
它就像一個(gè)由太陽能驅(qū)動(dòng)的細(xì)胞工廠,能源源不斷地將二氧化碳和廢水中的氮、磷等物質(zhì)“吃掉”,產(chǎn)出富含油脂、糖和蛋白的生物質(zhì)。之后,這些生物質(zhì)就可以被“轉(zhuǎn)換”成清潔燃料。
這是一個(gè)奇妙的變化過程。而想要把這個(gè)“奇跡”從實(shí)驗(yàn)室搬到工廠等場景中,面臨諸多挑戰(zhàn)。
首先,是思維觀念上的束縛。廖強(qiáng)介紹,微藻能源研究涉及多學(xué)科知識(shí),“但那時(shí)搞傳熱的不懂生物,搞生物的不懂傳熱。我們做出來的階段性成果,很長時(shí)間里在兩邊都得不到認(rèn)可?!北热缒菚r(shí)團(tuán)隊(duì)想要發(fā)表論文,但屢投不中。
其次,找“合伙人”也是一件難事。最初,廖強(qiáng)主動(dòng)上門去找生物學(xué)科團(tuán)隊(duì)合作,屢屢碰壁,“他們都說我是外行?!?/p>
其三,是資金匱乏。還好沒多久這個(gè)問題便迎刃而解。
1999年,廖強(qiáng)回到重慶大學(xué)后第一次申報(bào)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,得到青年科學(xué)基金項(xiàng)目立項(xiàng)支持;2002年,再獲基金項(xiàng)目支持。2005年,又申請(qǐng)到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目,項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)150萬元。“有了經(jīng)費(fèi)支持,在交叉學(xué)科研究的路上,我們走得更有底氣。”廖強(qiáng)說。
經(jīng)歷六七年沉淀后,廖強(qiáng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),在微生物能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域取得了一系列研究成果——
原創(chuàng)性地提出多種高效的光合生物制氫、微藻固碳、自然生物高效轉(zhuǎn)化生物質(zhì)過程仿生等生物反應(yīng)器裝置和系統(tǒng),其性能居于國際先進(jìn)水平;
提出采用中低溫太陽能對(duì)微藻進(jìn)行熱水解,然后利用水解液進(jìn)行發(fā)酵制取富氫甲烷的新技術(shù)路線,提高了微藻制取生物燃料的效率,推動(dòng)微藻能源走向?qū)嵱没?,助力“雙碳”目標(biāo)加快實(shí)現(xiàn)。
如今,團(tuán)隊(duì)的微藻固碳及微生物能源轉(zhuǎn)化相關(guān)科研成果已在內(nèi)蒙古、山東等地應(yīng)用,得到越來越多的關(guān)注。
實(shí)驗(yàn)室里,廖強(qiáng)教授望著手中盛滿綠色微藻的反應(yīng)器,滿懷憧憬。他估算:“若我國2.3%的陸地用來養(yǎng)殖微藻,可減少2024年我國約126億噸的二氧化碳排放量,年產(chǎn)約10億噸生物柴油——超過全國燃油年消耗量?!?/p>
“搞科研,就是要瞄準(zhǔn)國家重大需求,為人所不敢為、不能為,并堅(jiān)持不懈?!绷螐?qiáng)說。
從“守舊板書”到樂于被反駁
“大家千萬不要迷信權(quán)威”
作為首批全國高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,在教書育人方面,廖強(qiáng)同樣有自己的“獨(dú)門秘笈”。
廖強(qiáng)的“板書教學(xué)”很有特色。時(shí)至今日,他在給學(xué)生講課時(shí)依然堅(jiān)持用板書一步步進(jìn)行公式推導(dǎo)和演算。
“這是一種很好的、平等的互動(dòng)?!绷螐?qiáng)解釋,“我在寫的時(shí)候,會(huì)問學(xué)生這一步是怎么來的、接下來怎么辦,讓大家一起思考?!?/p>
廖強(qiáng)還是一位樂于“被反駁”的老師。
有一次,他和幾個(gè)學(xué)生討論一個(gè)冷凝換熱問題?!傲卫蠋?,我覺得你剛才說的那個(gè)冷凝換熱系數(shù),在實(shí)際情況下可能沒那么高。”一名學(xué)生突然開口。
廖強(qiáng)眼睛一亮,放下手里的筆:“哦?說說理由?!?/p>
“你推導(dǎo)時(shí)假設(shè)液膜是光滑的層流,但現(xiàn)實(shí)中氣液相界面會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng),所以我覺得應(yīng)該考慮界面波動(dòng)的影響?!睂W(xué)生答。
接下來,兩人你一言我一語,熱烈地討論了半天。“事實(shí)上是我錯(cuò)了。盡管如此,廖老師對(duì)我貿(mào)然提出異議沒有半點(diǎn)生氣,甚至還很興奮?!蹦敲麑W(xué)生說。
“科研人最重要的品質(zhì)是思辨能力和質(zhì)疑精神,大家千萬不要迷信權(quán)威,有問題就要大膽提,不要怕被笑話?!绷螐?qiáng)對(duì)學(xué)生們說。
讓學(xué)生們津津樂道的還有廖強(qiáng)喜歡搞“突然襲擊”,“老師經(jīng)常會(huì)拋出一個(gè)看似跟科研沒什么關(guān)系的問題,來啟發(fā)我們的思維?!?/p>
有一次,廖強(qiáng)帶著幾個(gè)學(xué)生,在路邊一家小餐館吃飯。突然間,廖強(qiáng)指著館子里的電視問學(xué)生:“這臺(tái)老式顯像管電視機(jī)在關(guān)掉電源后立馬蓋上防塵布,是好還是不好?會(huì)不會(huì)捂壞?”
陳蓉思索片刻后回答道:“還是等溫度低一點(diǎn)再蓋上更好?!?/p>
“事實(shí)上,從傳熱的角度看,關(guān)掉電源后它已經(jīng)不發(fā)熱了。你怕什么?蓋上去,可以防塵;過一個(gè)小時(shí)再蓋上去,很多灰塵已經(jīng)進(jìn)去了?!绷螐?qiáng)笑著說。
廖強(qiáng)給學(xué)生出的“難題”還有很多,比如“同樣火力下,鋁盆和不銹鋼盆里的水,哪個(gè)先燒開?”“夏天穿黑色還是白色的褲子更有利于散熱?”
“廖老師是在引導(dǎo)我們透過現(xiàn)象看本質(zhì),從中提煉出科學(xué)問題。”陳蓉說。
采訪臨近結(jié)束,記者在一間休息室里看到,幾位學(xué)生正圍繞即將舉辦的工程熱物理研究所“盤古杯”趣味運(yùn)動(dòng)會(huì)展開“頭腦風(fēng)暴”,策劃比賽項(xiàng)目。
“這是研究所一年一度的‘盛會(huì)’,到時(shí)候全體師生都將放下手頭的實(shí)驗(yàn)和論文,到運(yùn)動(dòng)場上一顯身手?!敝貞c大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院副院長付乾教授笑著告訴記者。
趣味運(yùn)動(dòng)會(huì)是廖強(qiáng)和其他老師在10多年前共同發(fā)起創(chuàng)設(shè)的,每年的比賽項(xiàng)目有所不同,但一直只有團(tuán)體賽,沒有個(gè)人賽。
“廖老師是想借此提醒大家,做科研就像打籃球之類的團(tuán)體賽,從來不是一個(gè)人的戰(zhàn)斗,要團(tuán)結(jié)協(xié)作,把個(gè)人發(fā)展融入到集體事業(yè)中,融入到國家發(fā)展中?!备肚f。
如今,這個(gè)工程熱物理研究團(tuán)隊(duì),已經(jīng)從最初的幾個(gè)人,發(fā)展到擁有20多位教師、300多名碩士和博士研究生的規(guī)模。