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中国优秀科技工作者成就展

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 楼主| 发表于 2021-03-28 10:52 超大游击队员 | 显示全部楼层
钱振兴:科学研究应该为社会创造价值


信息是社交媒体时代最宝贵的财富之一,贯穿于我们生活的方方面面。作为20世纪90年代兴起的信息安全新技术,信息隐藏等研究集多学科理论、技术于一身,成为先进网络空间安全领域的前沿研究热点之一。

复旦大学计算机学院教授、博士生导师钱振兴,多年来致力于多媒体安全、信息隐藏、数字水印、多媒体取证、人工智能安全等技术的研究,提出了信息隐藏的新思路,将隐写与图像构造结合起来,为信息隐蔽传输提供了新技术和新手段。

他和团队研发的多媒体信息隐藏方法,实现了云存储图像与视频的大容量安全信息隐藏及有效认证。他们积极与国家相关部门、地方传媒出版机构展开产学研合作,在交叉学科应用方面开展了大量创新研究,致力于解决困扰行业发展的版权保护和数字确权等问题,从而“将论文写在祖国的大地上”。

“求道总须问己,得来便宜终荒”,作为一名思维缜密的理科学者,钱振兴却喜欢把自己的科研情怀诉诸诗歌,诗中饱含了他对于科研和人生发展道路的价值观念。钱振兴说,他希望把自己的科研与国家和社会的发展结合起来,让科研成果创造最大的社会价值。

突破边界,产学研优势互补推进版权保护
信息隐藏技术利用人类感觉器官对数字信号的感觉冗余,将一个信息隐藏在另一个信息中,一直被应用于网络空间安全领域。通过先进的信息隐藏技术,哪怕直接使用社交网络传递信息,也让人难以发现。

数字隐写、隐写分析、数字水印、可逆隐藏、数字取证、隐私保护、网络攻防……自20世纪90年代开始,基于信息隐藏的网络多媒体信息安全技术逐渐受到国内研究者关注。进入社交媒体时代,多媒体信息安全问题也越来越受到国家和社会的重视,不断发展的信息隐藏技术也在网络空间安全中扮演着重要角色。在钱振兴看来,加快信息隐藏等技术的发展,既可以实现增强保密通信的安全性,也可以服务于国家网络空间安全,利用对应技术手段检测多媒体信息,有效防范秘密信息的泄露。

钱振兴生长于江苏省南通市的农村,从小刻苦学习,成绩优异,高考时如愿考入中国科学技术大学。高中数学成绩很好,但他读的专业却是电子科学技术,为此他曾一度引以为憾,但很快,偏信号与信息处理方向的学科知识极大地激发了他的研究兴趣。2003年本科毕业后,钱振兴获得了保送读研的机会,他放弃了原来打算出国的想法,在中国科学技术大学读完了硕士和博士。

在中国科学技术大学,钱振兴感受到了这所顶尖名校浓厚的学术氛围。从研究生开始,他就跟着导师和师兄师姐一起,参与计算机视觉实验室的研究,涉入保密传输等领域。博士毕业后,钱振兴曾短暂地加入国内某大型通信企业,并被派往北非工作了一段时间。尽管在企业的工作时间仅有一年,钱振兴却很快察觉,他最感兴趣、最擅长的工作应该是在大学里继续从事科学研究。于是,他果断辞职,回到了高校。此后10年,钱振兴一直跟随上海大学的资深教授王朔中老师从事信息隐藏研究工作,取得了一批研究成果。2014年,钱振兴入选上海市启明星人才计划。

我国强调,要加强知识产权保护工作顶层设计。因为知识产权保护工作关系国家治理体系和治理能力现代化,关系高质量发展,关系人民生活幸福,关系国家对外开放大局,关系国家安全。全面建设社会主义现代化国家,必须从国家战略高度和新发展阶段要求出发,全面加强知识产权保护工作。钱振兴所从事的数字多媒体版权保护正是知识产权保护的重要组成部分。随着互联网的普及与发展,他所从事的工作也日益凸显出其重要性。

“在数字化版权保护方面,比如一张图片或一个短视频,如何证明是你创作的呢?通过信息隐藏的技术手段,我们就可以把创作者的身份放到图片或者短视频中,打上不可见的‘数字水印’,当遇到版权盗用时,就可以将‘数字水印’提取出来,对产品进行确权。”在钱振兴看来,基于信息隐藏的数字取证等相关技术已被广泛应用于民间的多媒体安全,在版权保护等领域发挥着重要作用。钱振兴说,不仅如此,数字取证的手段则可用于鉴定多媒体信息真伪,经过数字取证技术,可以有效检测出通过“换脸”、音频合成等手段制作的多媒体信息。

在上海大学工作了10年左右,钱振兴加入了复旦大学,并与张新鹏教授一起成立了复旦大学计算机学院多媒体安全实验室。经过3年多的发展,实验室已获批或承担多个国家自然科学基金重点、国家重点研发计划课题等项目,团队有10名博士、30多名硕士研究生一起参与课题研究。

“最近几年来,我们把研究重点逐渐转向社会应用,为国家和社会创造更大价值。”钱振兴说,如今实验室正在与国家文旅部直属单位、凤凰传媒集团等机构展开产学研合作,在交叉学科方面开展创新研究,利用数字水印等手段,做好文创IP、新闻产品的版权保护和防伪工作。

2020年5月,中国文化传媒新文创(IP)平台依托复旦大学多媒体安全实验室和国内多媒体信息安全领域的顶级专家团队正式上线中传暗水印技术,这项技术以国际领先的加性隐码技术为基础,打造出了安全可控、具有自主知识产权的暗水印,用于多媒体内容版权确权、监控溯源、维权取证。

2020年11月10日,中国文化传媒集团的新文创(IP)平台与复旦大学计算机科学技术学院签订了《产学研合作协议》,共同推动文化和旅游传媒权益保护、文化和旅游文旅传媒内容理解与评价、文化和旅游文旅数据分析与精准服务、文化和旅游文旅信息传播与引导等多项技术在文化和旅游文旅行业的应用与发展。

通过全方位资源共享与优势互补,复旦大学与中国文化传媒新文创(IP)平台共同建设“文化传媒智能计算实验室”项目,开展文化和旅游文旅传媒权益保护等多方面的产学研合作,共同致力于国内亟待解决的版权保护和数字确权等问题研究。双方前期合作开展的工作,还获得了中国发明协会的发明创业成果奖二等奖。

近年来,针对《现代快报》、《新华日报》以及视觉江苏等媒体单位和平台面临的侵权风险,钱振兴和团队利用数字水印技术,与《现代快报》等媒体机构联合开发了一套基于信息隐藏技术的溯源系统,实现了对新闻报道和多媒体产品进行防伪、溯源,打击侵权盗版行为,防止资产流失。正是基于与《现代快报》等文化传媒单位合作开发的这一套系统,钱振兴和团队获得了中国产学研合作创新成果奖。

“谁拿出去用,就有谁的身份信息在里面。如果有人把它非法盗用了,都可以追究他的责任。”钱振兴说。


钱振兴在斯坦福大学留影

持续创新,开创隐写和可逆信息隐藏技术
“一是要抗攻击,数字隐藏的内容是否会被破坏?二是隐藏内容的不可见性有多强,虽然人眼看不出来,人工智能是否可以检测出来?三是在不同的应用场景中,如何能够将隐藏信息快速提取出来?”在钱振兴看来,多媒体内容安全领域,目前仍有着以上诸多研究挑战。例如,经过20多年的发展,信息隐藏中广泛应用的“隐写”技术从经典隐写开始,发展到隐写编码,再到安全隐写,成果丰硕。然而,随着隐写对抗技术的发展,隐写在安全性上遇到了很大的挑战。

隐写技术将信息隐藏在数字载体中发送给接收者,可用于机密信息的隐蔽传输,国内外学者已发展了一系列通过修改图像来承载秘密信息的隐写方法,但由于改变了图像内容的固有特征,容易给隐写分析者留下线索。钱振兴带领的基于秘密信息驱动生成数字图像课题项目组则提出了构造式隐写的新思路,将隐写与图像构造结合起来,这种方式不再通过“修改—嵌入”模式来实现隐写,而是以秘密信息为驱动,构造生成各种类型的多媒体图片,直接内藏隐藏信息。

“这种方法不是通过修改载体来承载这些秘密信息,而是通过直接构造一个载体、塑造一个场景。”钱振兴认为,这一创新有着重要意义。一方面,由于构造式图像的过程中具备随机性,充分利用这种随机性可将秘密信息蕴含在生成的图像中,具备天然的安全性,可对抗隐写分析技术,其中许多科学问题值得研究,为隐写技术的发展开辟了新的途径;另一方面,构造式隐写又是数据表示的一种新形式,将无意义数据表示为有视觉效果的图像内容,为数据表示提供了新的思路。相关研究成果可用于隐蔽通信,即如何安全地有效地将信息隐藏在载体中进行传输,可为信息安全部门所使用,保障国家安全。另外,相关的信息隐藏技术还可以在安全云存储、隐私保护、版权管理与保护等领域提供技术支持。在项目执行的3年多时间里,钱振兴和团队成员开展了包括基于构造纹理图像的新型隐写、基于构造图形图像的新型隐写、新型隐写机制、其他新型隐写研究。

如在基于构造纹理图像的隐写研究中,纹理图像作为一种设计与表现形式,在实际生活中有广泛应用,日本人Otori与Kuriyama曾经提出在纹理中隐藏秘密信息的方法,然而这些方法在安全性上存在很大的漏洞,容易被第三方检测出隐写的存在,同时数据隐藏又常导致可被肉眼感知的失真。课题组则提出了通过构造纹理图像来隐藏秘密信息,提出了利用纹理合成的随机性来表示秘密信息,提升了隐写的安全性,不仅具备良好的视觉效果,还能保证信息隐藏的安全性。针对最常用的图像压缩,课题组还提出可抵抗JPEG压缩的构造纹理式隐写方法,对质量因子为50以上的JPEG压缩,提取正确率为100%。

在基于构造图形图像的隐写研究进展上,课题组提出在构造图形图像的过程中实现秘密信息的隐藏,从湿拓画(Marbling)、缠绕画(Tangle)、动画表情3种类型生成图像上展开研究。针对动画表情在社交网络上被广泛使用的特点,钱振兴和团队提出在合成动画表情的过程中,利用帧内和帧间的变化特点,根据调色板数据映射秘密信息,使动画表情既有良好的视觉效果,同时又能抵抗隐写分析。

涉及信息隐藏的理论和方案设计,并非一帆风顺。作为国内外最早进行“密文域”可逆数据隐藏理论研究的实验室,找到理论的支撑极为困难,钱振兴和团队希望从信息论的角度来探索一套分布式的编码方法。如今,经过4年多的研究,他们在密文域可逆数据隐藏的新框架、高效的密文域可逆数据隐藏方法、特定场景中的密文域可逆数据隐藏3个方面已经取得了一系列创新研究成果。

钱振兴和课题组分析了基于编码理论的密文域可逆隐藏,并通过LDPC编码实现了高容量的密文域可逆隐藏方法,提出了JPEG密文域可逆数据隐藏的新框架;传统方法中云端在密文中嵌入附加信息后,需要解密后才能恢复原始图像内容,他们则提出了云端实现嵌入与恢复的新框架,用户只需要加密文件、解密文件,不需要额外的操作,该框架使得密文域可逆隐藏更具实用性。不仅如此,课题组还提出了高容量的密文域可逆隐藏方法,通过结合明文域预测域来实现密文域隐藏,两个方面共同提高密文域隐藏的容量。面对医学图像这一特定的使用场景,钱振兴和团队还专门设计了专用的基于循环移位、多重嵌入的密文图像可逆信息隐藏方法,在无损恢复原始图像的前提下,提升了数据嵌入率,实现了医学图像中的大容量信息隐藏及有效认证保护。


指导学生科研工作

体现价值,让科研成果真正地被应用起来
钱振兴和团队一系列的研究项目,不仅给国家相关部门和社会机构开发了新的保密传输工具,也在各领域开始被关注和应用,推动了复旦大学多媒体内容安全研究方向的发展。

如今,在延续此前研究的基础上,钱振兴带领团队就社交媒体中的虚假信息取证这一领域更前沿的问题展开研究,希望通过研究发展出基于高阶时效社交网络的虚假信息传播模型以及基于多维度挖掘的真伪文本取证方法。同时,他和团队希望能够构建针对虚假图像内容的通用篡改取证方法,对社交媒体上的大量造假信息进行有效分析,并提出对抗深度视音频伪造的联合式鲁棒取证,挖掘用户行为和数据传播等多模态特征,建立跨模态特征规整化和语义对抗融合机制,实现单分类媒体内容的真伪识别。目前,这一研究已经得到了国家相关部门和复旦大学的高度重视,钱振兴和团队密切联系国内相关研究机构共同展开攻关。

从事科研工作之外,作为复旦大学教授、博士生导师,钱振兴也把自己的精力更多地放在了教学和人才培养的工作上,并在数据安全与隐私保护、信息论与编码、数字图像处理、信息网络与安全等课程中,给予学生悉心指导。至今,他已指导毕业了几十名硕士和博士研究生。

在对学生的指导上,钱振兴也有着自己的一套方法。他认为教授指导研究生,并非让学生发发论文、做做项目,等到毕业就完事了,而是要关心学生的多个方面。在学生个人发展道路上,他认为需要启发学生自己多思考,甚至帮助学生找到自己的发展方向。“是去企业发展?还是去机关事业单位发展?又或者是愿意走学术研究的道路?我们要根据个人目标和定位,给他们相应的指导。”钱振兴认为,让学生找准自己人生的发展道路,是作为大学教授的首要职责。

其次,指导研究生还要真正关心他们的思想动态,与学生交流谈心。在钱振兴看来,尽管研究生的年龄普遍已经20多岁甚至有的已经30岁以上了,但由于长年在校读书,对社会的各方面情况并不够了解,与人打交道也比较少,如果不能及时关注学生的思想动态,就容易出现严重后果。针对学生的科研能力培养,他认为必须注重让学生多做一些新的东西。“必须要培养学生拥有创新的思想,这对于他们未来的科研道路发展是大有裨益的。” 他说。

钱振兴继承了自己在中国科学技术大学时导师传承给自己严谨、勤奋的科研精神,从周一到周日,他几乎都在从事教学和科研,夜晚经常在实验室研究到深夜。经过十余年的不懈努力,他取得了丰硕的学术成果,发表论文100余篇,代表性论文发表于IEEE TDSC、TCSVT、TMM、TIFS、SPL、TCC、TIP等国际刊物上,申请专利十余项,在多媒体信息安全等领域逐渐建立了自己的核心优势。

“下一阶段,更重要的是把自己的科研与国家和社会的发展结合起来,侧重于产学研的合作,把自己研究的东西真正地在社会上应用起来。”钱振兴说,他相信每一位科研工作者都有让自己的科研成果创造更大社会价值的梦想,为祖国多做点贡献,培养多一些人才。他认为,“把论文写在祖国大地上”不能只是说说而已。如今,随着实验室参与的产学研项目越来越多,实验室的科研成果已经在不断扩展应用领域。

“决定告别故乡,小河不在脚下流淌;江南令人厌倦,塞北又不知在何方。”

“走过六月的南方,只剩一点忧伤。那反复吟唱的,总是优美沧沧。如同是几片落叶,极其偶然地相撞。别急忙,这时光。天上鲜有乌云,倘若少了太阳,还会有月色和星光……”

尽管是个理工科研工作者,钱振兴却还“藏”着一个文学梦。他喜欢写诗,喜欢读史,喜欢研究思想和文化类书籍,每天至少要留半小时以上时间看书。在学校网站个人主页上“兴趣爱好”一栏中,钱振兴留下了自己从2008年至今创作的几首诗歌。

在名为《求道》的一首诗中,他这样写道:

求道总须问己,得来便宜终荒;

行於成时方知,性体穷处光明。

或许,在自己的人生选择和科研“求道”路上,钱振兴正是遵循着这样一种敢于“问己”的精神。他也深刻践行着这样一种价值观——只有自己付出艰辛努力得来的成果,才会散发最诱人的芳香。
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发表于 2021-03-30 17:51 | 显示全部楼层
追忆我国著名药物化学家谢毓元院士
https://lt.cjdby.net/forum.php?mod=viewthread&tid=2772475&fromuid=88239
(出处: 超级大本营军事论坛)



先生楷模
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发表于 2021-03-31 22:32 | 显示全部楼层
向先辈们致敬!努力成功!
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发表于 2021-04-05 01:59 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2021-04-14 12:07 超大游击队员 | 显示全部楼层
某军工企业技术工程师侯沛良牺牲在高原保障一线——“像战士一样去战斗”

清明时节,西北边陲。随着几枚炮弹精准命中目标,陆军某旅某新型战车高原实弹射击再次打出“满堂彩”。走下战车,官兵自发地向着不远处的雪山肃然敬礼。

那里,是某军工企业装备保障队技术工程师侯沛良曾经战斗过的地方,也是他倒下的地方。某新型装备战斗力加速生成,有赖于侯沛良生前打下的技术保障基础。

清瘦高个、眼神坚定,是侯沛良给人的第一印象。从入职到牺牲,他的足迹遍布高原演训场,参与多项演训任务保障。

“天上无飞鸟,地上无寸草”,侯沛良曾经工作的环境十分险恶。他经常对身边的同事说:“咱们虽然没有穿军装,但也要像战士一样去战斗。装备配发部署到哪里,伴随保障就要跟进到哪里。”

某次高原保障任务的工作区域,平均海拔5000多米。侯沛良出现了头痛、胸闷、失眠等高原反应,但他始终坚守一线。在零下二十多摄氏度的严寒环境下,他与官兵一起顶风冒雪、日夜奋战,圆满完成了新装备保障任务。

去年10月下旬,侯沛良赴某高原驻训地域,参与装备技术保障任务。由于高原反应严重,侯沛良连续两夜没合眼。他强忍身体不适坚持工作,连续完成10余台装备的技术检测和故障排除任务。

11月5日下午,正在检测装备的侯沛良突然感觉下肢麻木。驻训地医疗条件有限,军医建议立即后送医院治疗。侯沛良想继续工作,最后在战友们反复劝说下才离开岗位。

下送途中,侯沛良依然心系装备,反复向同事交代装备调试需要注意的事项。送至距离最近的第950医院后,他的病情急剧恶化。11月10日7时10分,年仅24岁的侯沛良溘然长逝,永远离开了心心念念的战斗岗位。

落日西沉,繁星闪烁。战友们举行仪式祭奠逝者,许下“打好下一仗”的誓言。眺望高原夜空,侯沛良生命虽然短暂,却如流星般耀眼地划过苍穹……(马长胜、樊璞、宋亮)
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发表于 2021-04-17 02:02 | 显示全部楼层
在嫦娥五号我国首台月球样品密封封装子系统与极小漏率专测设备研制中,中国航天科技集团有限公司五院510所科技委主任、国际宇航科学院院士李得天和团队成员共同努力,确保了该产品能对采集到的月球样品进行自动封装,保证月球样品在返回地面的过程中不受污染,“原汁原味”被带回,助力探月工程“绕、落、回”总目标实现。由于为新一代卫星平台提供“安全屏障”,2020年底,李得天主持的项目《卫星充放电效应模拟测试与防护关键技术研究》,荣获国防科技进步一等奖。

李得天从一名普通大学生成长为我国航天测试计量技术及仪器专家,是带着对真空基础学科的满腔热爱,对中国航天事业的使命感和责任感。他扎根西北30余年,另辟蹊径走出了一条创新之路,取得了一系列具有自主知识产权的原创性成果。



一位科学范儿十足的科学家

中国航天科技集团有限公司五院510所位于我国西北重镇兰州,是我国第一批直接从事空间飞行器研制的单位、我国空间技术领域的骨干单位。该所相关产品配套在我国数百颗星、船型号中,始终保持着一次飞行成功率100%的纪录。

510所展厅里有一面荣誉墙,陈列着国家技术发明奖、国家科技进步奖、国防科技进步奖等各大奖状、奖杯。上面出现次数最多的名字,就是“李得天”。

李得天出生于甘肃景泰县的一个普通家庭。初中时,他就成为县里有名的高才生,对物理学表现出浓厚兴趣。当时,师范类学生每月能有22.5元助学金,考虑到家庭经济条件,1981年,15岁的李得天以全县第一成绩考入了西北师范大学物理系。在李得天记忆中,东方红卫星发射是他对航天的最初印象。大二时,有位学长考取了航天科技集团五院510所研究生。有这样一条路可以进入航天,李得天怦然心动。得知510所研究生专业考试要考真空技术,他到图书馆借了《真空技术》开始自学。1985年,李得天大学毕业,顺利被510所录取为第五届硕士研究生。2001年,李得天得到一个去德国做客座科学家机会。一年时间里,他接触到很多前沿科技,专业能力得到极大提升。出于对祖国的眷恋,李得天回国继续为祖国的航天事业努力奋斗。

尽管在真空领域深耕细作多年,李得天对其他学科也保持着关注。用他学生的话来说,他是一位科学范儿十足的科学家。李得天常说:“敢于向自己不熟悉的领域横跨一步,往往就能获得一些意想不到的惊喜,解决长期以来的难题。”很多次,在与交叉学科专家交流中,李得天都希望能将新领域知识、技术与真空计量联系起来。在这样好奇心驱动下,很多幻想变成了现实,碳纳米管阴极超高真空计、超高/极高真空校准等许多突破传统的新技术就此诞生,成为全国首创。



在“卡脖子”激励下,从跟跑到领跑

20世纪90年代,随着探索太空步伐不断加快,我国对月球表面、行星际空间、恒星际空间真空环境探测需求愈发迫切,亟须拥有自己的超高/极高真空计量标准。建立标准,前提是获得极高真空。2002年,这项任务落在了510所身上。于是,李得天和团队成员遍访各国家真空企业,寻找合适的技术和设备。得知日本大阪一家真空企业有可获得极高真空的装置——极高真空泵时,李得天第一时间动前往日本拜访。

“当时国外普遍做法是采用液氦冷冻、液氮保护等低温手段获得极高真空,但这样的标准装置结构复杂、测量不确定度大、运行成本很高。即使如此,人家仍不愿意把设备卖给我们。”李得天在日本吃了闭门羹,“那时真正体会到被人‘卡脖子’的难受。”

不过,李得天并没有就此放弃。回国后,他脑子里时刻都想着极高真空的事。“既然别人不给,就只能靠自己。”当时,一位意大利专家到中科院兰州近代物理研究所做报告,李得天决定去“换换脑子”。

在报告中,意大利专家介绍了一种用于抽除真空活性气体的吸气剂,这种吸气剂在真空计量标准中从未应用过,它却触动了李得天的科学神经。“这种方法能否用于极高真空获得上?”李得天赶紧开始论证与设计。

我国极高真空计量研究起步晚,国内配套条件差、关键设备缺乏、可借鉴的经验少。李得天抓住一切可利用的时间与条件,跑遍周围大大小小研究所,翻阅无数资料、经多次试验,终于创新性提出磁悬浮涡轮分子泵级联与非蒸散型吸气剂选择性抽气相结合的室温抽气方法。利用该方法,李得天及其团队在常温条件下获得极高真空,这是世界首创。该方法被命名为分流法超高/极高真空校准技术。

这个技术方案让李得天及其团队最终突破了超高/极高真空校准领域的技术瓶颈,实现技术途径的整体创新,自主设计研制成功我国首台超高/极高真空标准装置,为我国月球探测、航天器空间环境模拟、重离子加速器、同步辐射光源、受控核聚变装置等国家重大科技工程提供了重要技术支撑和计量保障服务。该成果获国防科技进步一等奖,核心专利获中国专利优秀奖。

随后,李得天带领团队建成了集真空计量标准装置、国际标准、国家标准、国防军工计量规范等为一体的完整国防真空计量技术体系,我国真空计量技术也进入国际前列。

突破技术难题,取得系列原创性成果

在真空测试计量仪器方面,李得天及其团队提出基于双道密封圈的小容积正压检漏方法,解决了载人航天器舱门气密性快速检测技术难题。以此为原理研制的航天器舱门快速检漏仪重量轻、体积小、功耗低,完成全部检漏任务仅需8分钟。还创造性提出基于质谱分析原理的推进剂泄漏检测方法,并研制出发射场卫星推进剂泄漏检测仪和火箭危险气体共底泄漏监测系统,成功解决了推进剂泄漏检测难题。目前,相关检测仪器已长期应用于我国卫星、火箭发射现场推进剂泄漏监测中,为我国航天任务高质量、高密度发射提供了技术保障。李得天还带领团队研制出我国首台空间用双通道磁偏转质谱计。该质谱计已成功在卫星上搭载,并对499公里太阳同步轨道气体成分随区域及时间变化进行了全面探测,为我国近地空间环境研究及航天器工程应用积累了宝贵的空间环境数据。

李得天提出的双分子流小孔进样方法,消除了气体质量歧视效应,保证进样后气体成分比例不变,解决了标样气体进样技术难题。该标样气体进样系统已用于我国卫星导航用铷原子钟的铷泡精确充气中,使导航铷原子钟打破外国禁运,为北斗卫星导航系统组网作出重要贡献。此次获奖的卫星充放电效应模拟测试与防护关键技术,直接应用于我国空间站整星仿真和首个电位主动控制系统研制,将确保我国空间站建设和航天员出舱活动安全。该技术还应用于上百颗卫星充放电防护设计,无一例发生在轨充放电故障。

32年来,李得天带领团队先后突破真空压力、气体微流量(漏率)等真空参数计量难题,建成系列真空标准装置,建立完整的国防真空测试计量技术体系,实现国防科技工业真空量值准确统一;突破真空等离子体测试难题,建立空间电推进真空等离子体束流在线动态测试评价能力,打通长期限制我国全新一代空间推进技术工程应用的最后一道难关;拓展空间真空模拟测试新方向,实现真空粒子测试到卫星材料真空效应模拟测试的跨越,建成我国卫星充放电真空模拟测试和整星仿真能力,为我国卫星在轨安全运行作出重要贡献……面对众多成绩和荣誉,李得天说,“能够为国家做点事,是最主要的。”

http://www.stdaily.com/index/kejixinwen/2021-04/16/content_1115795.shtml
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 楼主| 发表于 2021-04-17 12:11 超大游击队员 | 显示全部楼层
空天往返运输将腾起“云中之龙”——中国航天科工三院31所“云龙”发动机研制攻关记



空天往返运输将腾起“云中之龙”

——中国航天科工三院31所“云龙”发动机研制攻关记



集智攻关,点亮未来动力之光

——中国航天科工三院31所“云龙”发动机研制攻关记



只为更高、更快、更远的空天梦

——中国航天科工三院31所“云龙”发动机研制攻关记



预冷动力,点亮未来动力之光

——中国航天科工三院31所“云龙”发动机研制攻关记



只为更高、更快、更远的空天梦

——记中国航天科工三院31所空天往返预冷动力技术团队

文:赵聪、张志刚、徐阳,图:宿东

这是“云龙”发动机的一次关键试验。所有人屏住呼吸,紧紧盯着试验屏幕上飞速下降的温度数值。随着现场指挥人员宣布试验结果,试验指标完成超出预期!中国航天科工三院31所“云龙”发动机的预冷装置圆满完成目前国内最大尺度、最大空气流量的温降试验。



空天往返的新式动力

“云龙”发动机是一型由31所研制的组合动力发动机,也是31所正在探索的用于空天往返飞行器的新式动力。如果成功,它能助推飞行器像飞机一样从地面水平起飞,再水平降落至地面,实现可重复使用的空天往返运输。但它会比飞机飞得更快、更高,也有别于现在常见的垂直起降的运载火箭。



如何将航天器送入太空?聪明的地球人尝试过数个方案,当前最主流的是使用运载火箭。但火箭发动机从地面点火开始,所需要的全部动力源均需“自给自足”,也就是说,要靠点燃自带的氧化剂与燃料产生推力。据公开数据,火箭飞行时需携带大量氧化剂,使得推进剂质量占整箭质量的85%以上,这样一来,火箭分配给“乘客”——有效载荷的质量空间就大大压缩。

为了弥补火箭发动机的不足,研究人员提出了在大气层内爬升阶段采用吸气模式的可重复使用空天飞行器动力系统方案,这类方案利用空气中的氧气作为氧化剂,将有效降低推进剂消耗及所需携带的质量。但事实上,人类现有的发动机分为涡轮、涡扇、冲压、火箭等多种,每一种都有自己的工作范围和优势,单靠一种难以实现宽速域大空域空天往返运输,因此,把不同的发动机组合起来,集合各家之所长,就可以共同完成空天往返运输这个更高的使命。寻找理想组合动力已经成为国内外空天飞行领域最迫切任务,这其中预冷动力方向越来越受到关注和研究,并逐渐构成了空天运输动力的新方案。



该型发动机技术总师马同玲介绍,研制该组合动力发动机的最大难关之一是如何在1200K以上的高温进气条件下仍可实现高性能的问题,当空天飞行器在大气层内超高速长时间飞行时,气流温度剧烈升高,这会使材料无法承受,压气级等高性能部件无法工作。要解决这个问题,不能仅依赖提升材料极限,最直接的办法就是降温,预冷动力技术正是引入进气主动降温的技术,并将多种动力的热力循环优势进行深度融合,从而产生更具优势的新型热力循环方案。



“决定了,要干!”

从“十二五”时期开始,预冷动力技术就进入了31所专家的视野。当时,国际上此类技术已经开展基础性研究多年,并取得了一定突破,31所团队在初步跟踪研究后,被该项技术的复杂性所震惊:要在0.01秒内实现1000℃的降温,零下150℃环境下运行要求无结霜……简直苛刻至极!但同样,技术革新的魅力深深吸引着这群航天人——技术若成功突破,新类型动力将成为可能,带来的将是航天运输方式的颠覆性变革!



一番考量后,31所决定了,要干!以何种投入来干?是把它仅仅当作一种新式技术研究研究;还是把它作为一种储备动力集智攻关?31所领导层和专家组深思熟虑后,选择了后者。面对未知挑战,他们决定迎难而上。

2018年6月,以预冷动力研发为核心使命的预冷动力技术中心在31所正式成立。预冷动力技术,在国际上尚处于起步阶段,国外稍稍领先于前,但在工程应用上并未取得突破性进展,因此尚未拉开太大的差距。作为新型发动机总单位,31所预冷动力技术中心要与国际专家同台竞技,同样也要尽力去实现赶超。



但摆在眼前的难题可不容小觑。

用于冷却高温来流的预冷器是预冷发动机的核心技术之一,也是摆在团队面前的“拦路虎”。作为热量交换的设备,预冷器在日常工程应用中随处可见,但将传统的换热器技术直接用于空天飞行器却不可行。暂且不说传统换热器体积重量太大,就拿热响应时间来讲,与传统的燃烧室相比,换热器是“慢性子”,而对响应时间要求极高的飞行器显然是个“急性子”,慢性子当急性子用,控制难题就来了。此外,还面临材料、工艺、控制、可靠性等等难题。

“两项核心技术决定了技术方案是否成立,几项关键技术决定了能否实现工程应用。”马同玲说。“拦路虎”不只一个,要想成功,就得把它们一个一个拿下,而且必须走自主创新的道路。



云中之龙,动力之光

攻克“拦路虎”,31所并非没有底气。

作为国内响当当的飞航发动机“专业户”,31所经过60多年沉淀积蓄,发动机种类非常齐全,既有涡轮、涡扇、冲压发动机,还有固体火箭发动机,而且大量产品交付用户,这为不同发动机实现动力组合提供了天赐良机,也为预冷动力团队开展新技术攻关、啃下硬骨头提供了足够的底气。



预冷动力技术中心的主力是一群“初生牛犊”,他们平均年龄不到三十岁,既有海外留学生也有国内高材生。团队与国内高校协同攻关,逐步形成以31所为总体核心,涵盖技术研究、产品设计、加工制造、试验测试、产业化推广等开放包容的融合研发平台。



大力攻关之下,31所已经干掉了多个“拦路虎”。31所预冷动力技术中心主任牛军介绍,目前该发动机已经完成了大尺度深度预冷器、微通道高低温换热器的设计和制造技术攻关,全新氦涡轮系统和氦压缩系统等关键技术攻关获得重大突破。2020年,该所完成了发动机原理样机的整机试制,并通过了第一阶段的系统级地面试验验证。

“预冷动力技术是新型空天往返飞行器理想动力之一,越来越受到国内外重视,希望31所“云龙”发动机早日面世,届时,空天运输领域将迎来更多可能。”牛军说。

“云龙”是团队给预冷发动机起的中文名字,“ICE”是它的英文名字,是“多循环深度耦合预冷发动机”的英文Incorporated multicycle Cooling Engine缩写。中英文名字都寓意深刻,团队很喜欢它、珍视它,盼望它早日冲破云霄,真正成为“云中之龙”!
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 楼主| 发表于 2021-04-17 12:14 超大游击队员 | 显示全部楼层
冲压发动机技术创新发展的掌舵人——记航天报国杰出贡献奖获得者王健

性本静如止水,波澜不惊,孰不知心有宏愿,无怨无悔,矢志于航天。王健,工学博士,1984年至今一直在31所从事冲压发动机研制工作,在冲压发动机研究和设计方面拥有深厚的理论功底和丰富的工程实践经验。在三十多年的冲压发动机研制历程中,他辛勤耕耘、拼搏创新、为国铸剑,以实际行动诠释着自己对航天事业的热爱、对国防事业的赤诚。

大海航行靠舵手,把稳技术大方向
“动力先行、争创一流”是飞航动力人的奋斗目标,动力装置的研制能力水平直接决定飞航武器装备的先进程度。上级领导来调研时曾这样说过“冲压发动机确实不是最新技术,但现在31所冲压干的是‘需要9s跑完百米的活儿’,技术水平国内一流,甚至国际也是领先的。”

  正因为型号研制责任重大,很多设计人员面对新问题都慎之又慎、难以决断。这样的工作,没有敢为的勇气就不可能取得突破,而没有深厚的积累就不可能有敢为的勇气。踏上工作岗位以来,王健先后负责多型冲压发动机研制工作。纵观这些型号发展历程,作为型号主帅,王健像一名掌舵人,技艺精湛、胆大心细,始终精准地预测和把控着冲压技术的发展方向。

90年代中期,随着某型冲压发动机技术的引进,国内开始该冲压技术的研仿工作。研仿,看似简单,实际困难重重,其中最难的是确定试验方案。王健主持完成了兼具覆盖性和典型性的试验方案,解决了冲压发动机地面试验依据问题。

为提高飞行试验成功率,验证方案可行性,王健认为有必要在地面试验中完成这些项目的试验考核。但是31所那时还不具备相应试验条件,从未开展过此类试验。经过深入考量,王健提出建立国内首个适合该冲压发动机试验台的建议。最终该试验台的建立不仅解决了该型发动机的地面验证问题,大大降低了飞行试验风险,也为后续型号研制奠定了良好的试验基础。


“发动机设计的关键是要提出具有一定先进性并且正确合理的技术方案,并实时把控研究进程。”王健如是说。作为某型发动机技术负责人,在研制技术水平要求高与进度保障要求紧的双重挑战下,王健带领团队历经产品预研、方案竞标、演示验证、工程研制等各阶段,确保了最终飞行试验圆满成功。

在该型号开展工程研究之初,困扰总体确定方案的一个突出问题是进气方式如何选择。经过与总体单位一体化论证,团队选取了国内从未应用过的进气方案,该方案设计难度及组织可靠高效燃烧的难度空前。随后专项攻关阶段,王健带领团队深入开展数值仿真与试验验证,多轮次优化研究下来,该问题最终得到了很好的解决,有力支撑了装备高性能指标的实现。

大家风范似友亲,身体力行献飞航
王健的“肯动脑、热心肠”在31所是有名的。工作中,他自己都数不清解决了多少设计、生产现场的技术问题,经他手的设计方案、合理化建议数不胜数。研发过程中遇到棘手问题,大家常常会不约而同地想到“请王总来看看”。他到现场,总是先自己琢磨透彻,然后引导大家在关键点上沟通讨论,三下五除二,准保解决问题。

熟悉发动机设计的人都知道,这是一项要求技术全面却又琐碎繁杂的工作。一台发动机,上千个零部件都要熟记在胸,各个设计环节要一清二楚。一套设计及配套文件,洋洋洒洒十余万字,相当于一部长篇小说的份量。这其中多少技术细节需要反复考量,多少数据需要核对计算,大到整体设计方案,小到螺钉拧紧力矩,一切都要准确无误,其中付出的心血和努力可想而知。

  纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。发动机工程研制需要时时掌握实际情况,尽管高血压和膝关节疾病时常困扰,但他从不退缩,在新冠疫情期间也冲锋在前,背着药包奋战在现场一线。
某型发动机参加定型飞行试验,试验场地多为苦寒之地,但为了及时充分掌握发动机情况、统筹试验现场及后方力量、确保发动机状态稳定可靠,大海之滨、高原之巅、戈壁瀚海、草原大漠……都留下了他高大的奋斗身影。

近几年为某型发动机定型升级的关键时期,设计、生产、试验多项工作齐头并进,任务量快速增长,工作强度亦几何倍增。时不我待,他牵头组织成立多个攻关小组,全力推进各项攻关研究。发动机升级论证期间,他密切关注行业发展趋势,紧密围绕国防实战需求,全力推进关键技术攻关。
有次他带领队伍讨论技术问题至深夜未果,次日当大家都觉得“压力山大”找不着方向的时候,却惊喜地发现他已经拿出了解决思路,其设计之巧妙令人惊叹,再一看邮件发出时间竟是凌晨五点。他不善用言辞激励大家,但是他对工作认真负责、无私奉献的精神却给了团队无尽的动力。

循循善诱塑团队,春风化雨育英才
冲压事业做强离不开团队的力量,而如何带出实力强劲的队伍,是作为团队主心骨的王健一直认真思考的事情。他不仅凭借精湛的业务能力带队完成大量的设计任务,更培养锻炼出一支技术过硬、善打硬仗的结构设计师团队。近年来,他负责的几型冲压发动机取得的成绩都是由年轻团队打拼出来的。知人善任、循循善诱、人尽其才是王健这位“伯乐”锻造年轻团队的法宝。

  王健专业知识渊博,所里很多同志总是喜欢亲切地喊他“王老师”,他确实也如一位老师一样言传身教,把知识经验毫无保留地传授给后辈,使他们能尽快熟悉业务、投身到研制工作。他又是一个非常爱学习的“学生”,从不停下前进的步伐,只要一有空闲时间总是充实自己,拓宽自己的知识结构。

熟悉的人都知道,生活中他十分随和,但只要面对技术问题却没有丝毫马虎。每次组织技术讨论前,他都会对各种容易忽略的细节问了又问,设计参数稍有异常,他就必须得到一个合理的解释。发动机系统太多太复杂,任何细节问题都可能影响重大、容不得丝毫松懈,追求完美既是王总的工作态度,也成为了冲压队伍的工作标准。

作为冲压技术专家,王健兼任硕士生导师。他培养学生不要求研究方向限于一隅,学生的课题选题范围宽泛。通常是王健指导一个大的方向,学生们根据自己的专业、兴趣,自主确定研究课题。研究过程中,他对具体内容也不过多干涉,在研究碰到难点时通过讨论帮助学生理清研究思路。但结题时,他对毕业论文要求极高,貌似“不近人情”的态度给即将进入工作岗位的学生上了“最后一课”——航天工作容不得一丝马虎。多年的言传身教,王健培养的研究生如今已形成自主任设计师到主管的人才梯队,他们也传承着王健的工作作风、推动冲压事业不断向前。

时光荏苒,三十七年的时光是怎样在他的工作履历中一字一句地书写过,在他沉稳的外表下我们很难去体会其中的点点滴滴,然而时光总会刻下它的痕迹。在他身上,不仅能看到一个航天科技工作者踏实务实的工作作风,更能看见亦师亦友的谦虚好学和敢想敢干。

面对取得的成绩,他谦虚而低调:“上台领奖的是我个人,但我认为获奖的却是整个队伍,是那些和我一样在发动机研制战线上辛劳工作的伙伴们。”长剑在手,敢缚苍龙,31所冲压技术团队将以更加昂扬的斗志为空天动力事业更好的明天全力以赴!
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 楼主| 发表于 2021-04-17 12:15 超大游击队员 | 显示全部楼层
创潜在价值数千亿!四川这个男人,为国家“寻宝”,获党中央、国务院表彰!

化探,即用化学的方式“找矿”。在行业内,他是名副其实的佼佼者。从业三十余年,其参与和主导探明的大中型矿藏有20余处,创造潜在经济价值数千亿元,可他却把这些成果归因于自己的“运气好”。2020年11月24日,他荣获2020年全国先进工作者荣誉称号,在京接受表彰。他就是东南大学校友、现四川处地矿探局化探队总工程师唐文春。

唐文春,四川安岳人,理学博士,东南大学(原地质82101班)校友,四川省地质矿产勘查开发局化探队总工程师,正高级工程师,享受国务院政府特殊津贴专家,四川省学术和技术带头人,四川省五一劳动奖章获得者,全国先进工作者荣誉称号获得者。

找矿,就像寻宝,国际上公认的找矿成功率不足3%。他保持一颗初心,一条道走到“黑”,开先例买矿权,让四川锂站上了亚洲巅峰。

“常常失望”“输多赢少”“投入不意味着有回报”……谈及所从事的地质矿产勘查工作,唐文春如是形容其中的艰难与不易。但纵然如此,当谈及雪山高原、风餐露宿、险中求生的化探经历时,这位年逾半百的四川省地质矿产勘查开发局化探队总工程师,眼神炯炯,每字每句都释放着光芒。

1984年,毕业后直接进入省化探队工作的唐文春,应国家区域化探工作部署,分析成都地区39种元素的含量和基础资料。这是他职业生涯的起点,为祖国找寻地质宝藏的路由此开启。高原无人区,一天走20多公里时常有的事情,他跟随前辈在高海拔地区野外地调,在崇山峻岭和悬崖峭壁间用双脚丈量千山万水,用罗盘指引方向,感受到地质工作者面对复杂野外条件时的严谨与执着,也体会了这个职业隐没于深山老林的孤苦与艰难。

虽苦犹荣。2004年,唐文春及其团队开始着手锂矿勘查研究。当时,锂矿作为新兴资源不被大众所熟悉,尚未被行业所重视,他作为单位技术总负责敏锐地认识到其战略意义和市场价值,凭着扎实的理论功底和二十年的专业经历,带领技术团队深入研究前人资料,反复到野外现场进行调查研究,认识到阿坝州可尔因李家沟地区具有锂矿勘查的良好基础,建议化探队出资20万购买李家沟锂辉石矿探矿权,开展锂矿勘查。

“这像是一场巨大的赌注,成功将为国家带来巨大收益,失败则同样面临不可小觑的风险。”唐文春坦言当时自己的压力很大,但也同样对自己与团队的专业判断充满信心。为了发现找矿线索,唐文春带领同事们驻扎在海拔4000多米的高寒山区开展艰苦的野外勘探工作,持续开展锂矿科技攻关,期间他坚持野外和室内相结合,科研与生产相结合,以解决生产急需为突破口,边研究边勘查。经过10年努力,李家沟矿区取得重大突破,探明氧化锂资源储量达51.22万吨。

值得一提的是,通过应用李家沟矿区科研成果和勘查经验,该团队相继在阿坝州可尔因地区党坝、业隆沟探明氧化锂资源储量分别达66.08万吨和8.45万吨,并发现多处新的矿产地。据2014年的统计,李家沟及党坝两处超大型矿床锂资源储量占全国矿石锂40%,占四川71%,当时分别位列矿石锂矿床规模世界第二、第三位。为地方经济发展和脱贫攻坚作出重要贡献。

“过去36年,真的是为了工作拼过命,对家庭也亏欠很多,但内心很幸福、很充实,无悔于所有的付出与努力!”在长期的矿区科研工作中,他带领团队发展创新创建了了传统伟晶岩成矿理论,提出了伟晶岩 “高氧逸度、低密度、低温”成矿作用创新认识;建立了“构造-岩浆-流体耦合的伟晶岩大脉”新的成矿模式;创建了一系列定量的地球化学指标深部矿体定位新方法;开发了“陡倾斜软硬突变矿体钻探穿透”新技术,使钻进效率提高了3-6倍,由其主持完成的科研项目2项获得省部级科技进步一等奖。

“能有现在的成绩,是老一辈地矿工作者无私的奉献,为我们今天的事业打下了坚实的基础,作为四川地矿人能够为国家建设尽一份力,内心感到十分自豪。”唐文春说,当前国家加快建设创新型国家,希望未来有更多有能力、素质高的新生代加入到地质勘查队伍中,为新时期培育发展新动能、获取未来竞争新优势的关键领域贡献资源宝藏。
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发表于 2021-04-17 13:36 | 显示全部楼层
美好生活靠谁实现,不是明星,明星关心的是钱 ,名声和高消费
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发表于 2021-04-17 15:15 | 显示全部楼层

RE: 中国优秀科技工作者成就展

唐文春








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 楼主| 发表于 2021-04-18 18:13 超大游击队员 | 显示全部楼层
张小锋:做飞机的动力保护者

飞机的出现,实现了人们梦寐以求的飞天梦想。随着飞机技术的不断提高,对发动机的要求也越来越高。作为航空发动机涂层研究的科研人员,研究出发挥抗高温氧化、隔热等作用的涂层,提高发动机工作温度、减少燃油消耗等工作,是他们义不容辞的责任和使命。广东省科学院新材料研究所张小锋高级工程师一直致力于航空发动机新型热障涂层研究,着力为航空发动机涡轮叶片提供保护。

另辟蹊径,独领风骚

张小锋赢了。在对传统的YSZ热障涂层技术进行改进中,他提出的热障涂层镀铝表面改性技术,被评为国家重点基础研究发展计划亮点研究。这项在全世界首次被提出的技术,也被国际科技媒体Advances in Engineering评为“最具有科学和工程应用价值的研究”。

这项第三代等离子喷涂-物理气相沉积热障涂层研究,首次通过了满状态下最长航空发动机地面试车考核,相关成果得到了央视“新闻联播”等媒体关注。此外,镀铝表面改性相关学术论文也于2015年获亚洲热喷涂最佳论文奖,2017年获中国有色金属学会科技论文奖一等奖。漫漫涂层技术研究之路上,张小锋终于有了新进展。

传统的航空发动机防护主要基于YSZ热障涂层技术,但该技术存在很多不足。例如,YSZ涂层的抗高温氧化性能较差、耐CMAS腐蚀亦有待提高。为制备高标准的航空发动机防护技术,国内外众多学者对其进行了长达几十年的研究,一直没有最优的解决方案。

历经多年探索,张小锋另辟蹊径,通过在涂层表面磁控溅射铝膜及镀铝样品真空热处理,使得Al膜熔融、铺展及渗透,并与ZrO2发生原位反应形成α-Al2O3致密层。该致密层不仅很好地弥补了YSZ热障涂层的不足,而且还为后续发展提供了多种可能。

张小锋的成绩还远不止于此,这些年,他在Nature合作期刊等国内外权威期刊发表论文119篇,其中SCI论文51篇,累计申请国家发明专利29件及美国发明专利1件。此外,他还多次受邀参加全国金属材料优秀青年学者论坛并作邀请报告,并先后主持及参与国家自然科学基金、省自然科学基金、总装预研等十余个国家级、省部级项目。

脚踏实地,未来可期

如今在行业内小有成绩的张小锋,也是经过漫长的积累才走到了今天。2009年,他作为景德镇陶瓷大学—北京科技大学联合培养硕士,师从葛昌纯院士从事材料学研究。2012年,他奋力考进华南理工大学攻读博士学位,从事材料加工工程研究,师从周克崧院士。毕业后,他留在广东省科学院新材料研究所工作,因为科研成果的突出贡献,他先后获得广东省自然科学杰出青年基金、中国有色金属学会“全国有色金属优秀青年科技奖”和“杰出工程师青年奖”等。

科研荣誉越多,往往意味着科研挑战也越大。张小锋坦言,做工程研究,阶段性失败是常有的事。他回忆说,“2011年我们拿到的一个项目,直到2018年才获得突破性进展”。这就意味着前面的几年,全部在失败中挣扎。“而且2018年刚走出困境,如今在继续往前推进的过程中,又出现了新的问题,又遇到了新的瓶颈。”他无奈且平静地说。

但张小锋早已不在乎一时的低谷。早在学生阶段,导师就告诉过他:“做任何事情,哪怕已经跌入谷底,都要坚持。因为坚持之后,终能看到希望。”在导师的教诲和自身的多次亲身体验下,他做事比常人更有韧性。

张小锋喜欢跑步,目前他已跨过知识积累的慢速期,踩碎科研失败的低谷期,奋力追赶航空发动机涂层研究领域的最前沿。未来,他希望涂层技术能够继续改进,并形成批量化商品,完成从书架到货架的转变。
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