不久前,我国“太空家园”传来好消息,中国空间站天和核心舱已在轨稳定运行3年。我国首个空间材料科学实验室的创建者、中国科学院院士魏炳波欣慰地看到,3年来,天和核心舱内的“无容器材料实验柜”获得大量微重力环境下无容器材料实验的关键科学数据,有望为探索新材料提供指导。
长期以来,魏炳波带领科研团队从事金属材料凝固科学与技术和空间材料科学研究,自主设计研制了金属材料超常凝固实验系统,为探索金属材料在极端环境下的制备成形提供了强有力的实验手段,开创了我国空间材料科学新纪元。1994年,魏炳波曾获首批国家杰出青年科学基金项目(以下简称杰青项目)资助。
1992年圣诞节,28岁的魏炳波结束在德国的合作研究,搭乘国际航班从瑞士苏黎世回到西安。
他以教授的身份,重新走进母校西北工业大学的校园。回到祖国,魏炳波继续致力于空间材料科学和快速凝固领域研究。几乎所有金属材料的加工制备过程都从凝固开始。人们将加热后熔融的金属冷却至熔点以下,使其从液态转变为固态。从液体到固体的相变过程直接关系到金属材料的结构、微观组织和最终性能,其中的重要参数之一——“过冷度”成为科学家关注的焦点。
随着我国启动载人航天工程,魏炳波回国后不久就参与其中,旨在为载人飞船上搭载相关载荷开展预先研究。他一心想创建一个地面的“太空”,为的是在地面模拟出太空微重力下的“无容器”效果,开展空间材料实验。1994年,魏炳波得知国家杰出青年科学基金设立的好消息后,以“空间材料科学研究”为题提交了申请书。这让他成为国内较早提出“空间材料科学”新概念的学者之一。
获批杰青项目后,一位老前辈鼓励魏炳波:“希望你在实验室里带着学生好好干,4年后交出一份合格的答卷。”一开始,困难远超想象。“之前在国外都是用人家已经有的实验装备,没想到自己设计一台新型仪器会面临那么多困难。”魏炳波说。在几乎没有任何经验的情况下,魏炳波带领科研团队全身心投入先进实验仪器的研发中。认识他的人都说他是个“工作狂”。
以杰青项目为起点,魏炳波带领科研团队在空间材料科学研究之路上越走越远。他们建立了金属材料超常凝固实验系统,自主研制了电磁悬浮、超声悬浮、静电悬浮、气动悬浮、熔体浸浮和自由落体等6种实验设备,并都达到国际先进或者领先水平。随着我国载人航天工程的深入推进,这些成果已经应用于空间应用系统。
面向未来,魏炳波表示,将继续带领团队开展空间材料科学研究,满足载人航天工程在空间应用与科学领域的国家重大需求。与此同时,他们在生物医学用金属材料领域开展有益尝试,希望为人民生命健康作出贡献。过去8年,魏炳波团队与医学领域专家合作,探索超常调制的特种金属材料在人工关节等人体植入物中的潜在应用。