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追求真理的科匠雄心——访中国颗粒学会荣誉理事、真理光学董事长、首席科学家张福根博士

仪器信息网 2018/08/20 22:39:14 点击 1633 次
[导读] 他享誉国内外,是研究激光粒度仪近30年的大学者;他胆识过人,30年前就誓将高校激光粒度仪产业化,如今他又作为灵魂人物,带领真理光学扬帆远航。

他享誉国内外,是研究激光粒度仪近30年的大学者;他胆识过人,30年前就敢辞职下海,誓将高校的激光粒度仪科研成果产业化;他创办了珠海欧美克,与进口激光粒度仪分庭礼抗;如今他又作为灵魂人物,带领真理光学扬帆远航。他就是中国颗粒学会前理事长,珠海真理光学仪器有限公司董事长兼首席科学家张福根博士。在颗粒学术界他木铎起而千里应,在激光粒度仪市场中他也家喻户晓,掀起一次又一次浪潮。2018年8月9日-12日,中国颗粒学会第十届学术年会在辽宁省沈阳市召开,张福根博士在会上荣获中国颗粒学会荣誉理事证书,并做了精彩的特邀报告。仪器信息网编辑有幸在此期间,对张福根博士进行专访,走进了他与激光粒度仪的深深羁绊......

张福根博士

吉光片羽谈传承——激光粒度仪科研群星闪耀简史

激光粒度仪在我国已经有几十年的发展历史了。张福根的博士生导师,天津大学张以谟教授从1980年承接国家六五科技攻关项目之时,就已经开始了相关研究,是第一代从事激光粒度仪研发工作的前辈之一。“我几乎算是见证了激光粒度仪在中国诞生至今的全过程!”张福根说道,他如数家珍地为笔者介绍了我国激光粒度仪研发的渊薮。

致力于我国激光粒度仪研发工作的初代科研工作者们,可以从大学和科研院所两条主线追溯。其中大学主要有三个阵地,除张以谟教授的天津大学研究团队外,还有上海理工大学(当时叫“上海机械学院”)的王乃宁教授,以及重庆大学杨冠玲、何振江教授夫妇两支研发团队。“后两位教授也是张以谟教授的学生,论辈份是我的师兄师姐,但是他们是张以谟教授早期的学生,年龄与之相仿,实际上应该高我一辈。”张福根笑着回忆道。

而科研院所也有三个流脉,其一是丹东仪器仪表研究所的肖松年研究员团队,丹东百特的总经理董青云就从那里起家;其二是成都的四川省轻工业研究院周定益研究员的激光研究室;再一个就是时任山东建材学院(现已与其他院校合并成为济南大学)颗粒测试研究所所长的任中京教授——济南微纳的创始人。“至于我和我的师弟葛宝臻教授、王乃宁教授的学生蔡小舒教授、沈建琪教授等都算是第二代的后继者了。”张福根说,“另外,杨冠玲教授调到华南理工大学后收的学生韩鹏教授,相关研究也做的非常好。他的年龄比我们小不少,很是能干,学界都很看好他。” 从与笔者谈话的语气中,张福根博士对往昔峥嵘岁月的珍惜之情不鸣自得,从当年那个求学天津大学的知青,到如今在业内举足轻重的老前辈,30年的光阴想必如走马灯一样在他眼前划过,而经过岁月的磨练,一颗专属激光粒度仪的灵魂也带着兹年的憧憬,愈加闪耀。

求学之路梦为马  实业兴国光引航

张福根与激光粒度仪的缘分始于投师张以谟教授门下,但是这改变其一生的机遇并不是得之偶然,而是科技创业、实业兴国的梦想种下了种子,在目标明确的追寻中水到渠成地开花结果。张福根博士是浙江丽水人,创业的基因从小就渗透进了他的血脉,本科杭州大学(现已合并为浙江大学)毕业后,他考入南开大学物理系做研究生,当时正值改革开放的春风吹满神州大地,新兴企业如雨后春笋不断涌现,当时中关村电子一条街是汇聚科技创业公司的大本营,年轻的张福根为了采购电子元器件和数字产品配件多次前往,对那里心向往之,结合所学进行科技创业的决心就此下定。为了打下良好的基础,张福根决定从理转工,进一步深造。“我是理科背景,连机械制图都不会。但是如果要以产品科技进行创业,你首先要能够把自己的想法体现到图纸上,于是我就决定攻读一个工学的博士,当时正好张以谟老师正在招生,因缘汇聚之下,就开始了与激光粒度仪的缘分。”

张福根在博士期间主攻的方向是电子散斑干涉,相关产品可用于材料应变、缺陷以及无损探伤的探测。这本来是他准备创业的第一方向,但是随着对激光粒度仪了解的不断深入,他改变了自己的选择。当时在我国存在着一个怪象,一方面国家投巨资给科研院所进行科研,但成果出来后只要通过政府有关部门的技术鉴定就完事大吉,没有人去做产业化的工作。1987年,天津大学的激光粒度仪项目是这样的一个例子,不仅已经通过了科技部的技术鉴定,而且样机就摆在实验室里,每年能够卖1到2台。当时的进口激光粒度仪价格高昂天津大学的内燃机研究所就购买了一台,花了5万美金,折合当时的人民币40万。“我博士毕业时留校当讲师,一个月工资才129块钱,40万在当时是何等的天价数字可见一斑。”张福根皱着眉头说。两方考虑之下,张福根就下定决心,要让天津大学团队所研发的激光粒度仪走上产业化、市场化的道路。“要制造出世界领先的科学仪器。这对有些人来说是一句大话,对我来说则是毕生为之奋斗的事业,而激光粒度仪就是我实现梦想的第一个载体。”张福根坚定地说。

捕捉ghost peak背后的秘密

张福根博士在年会主会场作学术报告

在中国颗粒学会第十届学术年会上,张福根博士做了题为“激光衍射法粒度测量的若干基础理论与技术问题研究”的报告,其中提到的爱里斑反常变化,成为了年会讨论的热点问题之一。笔者在采访中也就相关问题对张福根博士进行了请教。

在基于静态光散射法激光粒度仪的理想模型中,人们认为散射光斑(爱里斑)会随着粒径的增大而单调减小,但是在实际应用中人们却发现,激光粒度仪的反演图谱上有时会出现假峰,国外学术界将之命名为ghost peak。张福根博士研究团队对之进行了长期的研究,发现了艾里斑尺寸的反常变化(ACAD)规律。“ACDC是这样一种现象,即虽然散射光斑总体趋势是随着粒径增大而减小,但是中间是有波动的,有时会随着粒径的增大而增大,这是客观的物理现象,正是这种现象导致了ghost peak的出现。”张福根解释道。

在出现ACDC现象的粒径区域,激光粒度仪的测量就面临着同一尺寸的散射光斑对应2-3种不同粒径的缺陷。 “打个比方,就好比你我声纹一样,有一个人在隔壁听我们说话,他就无法通过声音判断我们谁是谁。声纹就相当于散射光斑,你我就相当于不同的粒径,ACDC现象带来的弊病就是造成粒度测量的不确定或者错误。”张福根博士说。目前市面上的主流激光粒度仪厂商都各有独家“绝招”来对付这种现象,而真理光学则根据张福根博士团队的ACDC研究成果,开发出全新的反演算法来得到正确的测量结果,并在LT3600、LT2200等型号的激光粒度仪中得到了应用。“我对我们的方法和仪器有信心,有底气!”张福根这样告诉笔者。

新的起点 不变的情怀

世事变迁,物转星移。一转眼张福根与激光粒度仪研发及产业化的道路已走了几十年,这期间他经过创办欧美克的辉煌,到一度隐出业内,到再度出山成为真理光学的掌舵人,这期间的故事百转千折,早已被多家媒体报道。但是对于张福根来说,始终不变的是那颗赤子之心:追求真理,力争做最好的科学仪器,创造享誉世界的科学仪器民族品牌。正是本着这样的信念,虽然是2015年成立的后起之秀,但真理光学的研发团队却占了公司总人数的1/3,除了三名博士外,还包含了光学、机械、电子等诸多领域的专业人才。“我们要始终坚守科学精神,做出理想的激光粒度仪,相信一定会得到客户的认可,开拓更大的市场空间。”张福根自信地说。他表示,真理光学未来还将向颗粒形貌测量、分散体系测量(比如流变测量)等领域进军。

张福根博士在学术研讨会上讨论

他告诉笔者,除了ACDC外,其团队的环形样品池研发项目已经申请了专利,预计在2019年将进入市场。这一项目不仅能有效解决激光粒度仪全反射盲区的技术缺陷,还能带来很多崭新的应用。“我这次参加年会就有一个意外的收获,发现基于环形样品池的激光粒度仪在微纳气泡研究中有很大的发展潜力。”张福根兴奋地告诉笔者,微纳气泡的应用领域很多,水污染处理、水稻增产、鱼虾养殖等都有广泛应用。“微纳气泡的粒径测量范围主要在50纳米到几百微米之间,同时样品又必须在原始的生成状态下测量,我们的环形测量池专利正好完全可以满足,而且同时还能检测粒度分布和微纳气泡浓度。” 张福根开心地介绍,语气就像发现了新游乐场的孩子一样。扎实的基础研究赋予了张福根博士强大的自信,在他的领路下,真理光学的未来也无疑值得更多的期待!

后记:张福根博士出生于1962年,已逾五十的他仍然精力充沛。他待人随和,聊天时不仅爱笑还喜欢开玩笑,让人不禁想起金庸小说中的老顽童周伯通。但是当遇到学术问题,他的认真和执拗相比于周伯通对武学的痴迷也毫不逊色。在访谈期间,笔者的笔记本上画满了各种光学结构图,那正是张福根博士不厌其烦讲解的杰作。而在年会期间的诸多学术研讨会上,笔者也多次看到他就着某个学术问题不停追问,激动处甚至不由自主地站起来手舞足蹈。虽然有着实业兴国的理想,但是在张福根博士的身上,我们更容易捕捉到的仍然是醉心学术的学者气质,以及一颗不断追求真理的科匠雄心!

[来源:仪器信息网]
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