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减震装置-它们都用上了高稳定高耗散减振材料-淳化新闻

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徐趙東告訴記者,實驗室里的辦公桌椅都是他撿回來的二手貨,把它們修修補補擦乾淨,就能放在實驗室或會議室。「扔掉這些還能用的桌椅很可惜,如果買新的回來,做實驗弄髒了也很心疼。」他說。

「青年科研人員要立足理論,並結合實際應用,主動嘗試,敢想敢做,只有這樣才能收穫真正的成果。」科研之餘,他也經常告誡學生,要不負青春、不負夢。

如今的徐趙東,已在學界小有名氣,但是這個從大別山區走出來的學者,還是願意過「苦日子」。在他看來,「嚼得了菜根,才能做得了大事」。

受訪者供圖愛國情奮鬥者一走進東南大學土木工程學院教授徐趙東的實驗室,科技日報記者就被放在實驗室柜子上各式各樣的減震裝置所吸引。

徐趙東向記者解釋道,他常在夢中思考科學問題,那是他「創意迸發的時間」,許多新奇的想法都來源於他的夢境。夢境能給自己啟發,並不是說他的夢有多麼神奇,而是「日有所思,夜就會有所夢」。

一開始,徐趙東學的是建築專業,後來才在材料領域深耕。當發現減振材料這一瓶頸問題后,徐趙東想發揮自己學建築的專長,利用交叉學科的優勢,啃下減振材料這塊「硬骨頭」。

常從夢境中獲得靈感啟發充沛的精力、活躍的思維、強烈的求知慾以及對科研的巨大熱情,讓徐趙東不知疲倦地投身研究工作。有時,他工作累了,研究進入「死胡同」,他不會逼自己再繼續,而是選擇拿出一些時間去放鬆。

啃下減振材料「硬骨頭」在實驗室,徐趙東把兩個小球舉到半空,然後同時放手,使其自由下落。待其落地后,只見一個小球像乒乓球一樣彈跳着,另一顆小球卻快速靜止。

此外,實驗室內的大跨橋樑斜拉索減震系統、大型土木結構混合試驗系統等很多實驗裝備和系統也是他親手設計或帶領研究生設計的,然後再把圖紙給廠家,讓其加工製作。

「越是放鬆下來,去睡覺或休息,靈感越是嗖嗖地往外冒。」他笑着說道,同事和朋友常稱他為「夢神」,不是因為他愛睡覺,而是因為他愛做夢。

從2014年獲得國家大獎至今,徐趙東的科研又有了新進展,他研發的減震裝置在石油化工管道、航空航天、高鐵橋樑等領域都得到了應用。

現在,徐趙東已擁有了自己的「發明工廠」(實驗室),雖然環境、條件差強人意,但他卻樂在其中。「唯一的小遺憾就是,自己的團隊成員有點少,我希望未來能通過團隊協作,讓減震裝置有更廣闊的應用空間。」他說。

強調成果應用,是徐趙東科研工作的一大特點。在研製出相關材料后,他將很多精力用於研製產品裝置,他造出的減震器在高鐵、橋樑等領域都得到了應用。

雖然已過不惑之年,但是和學生在一起時,徐趙東常常忘記了自己的年齡。他會和「90后」們在實驗室通宵搞科研,也會在球場上和年輕人盡情地揮灑汗水,在課堂上和「00后」們激烈地討論問題。

面對如此多的困難,徐趙東就像一個壓不垮、打不跑的「小強」。有時,他在外面得不到理解,就回家與妻子傾訴、交流。

在剛加入東南大學時,徐趙東沒有實驗室,也沒有自己的科研團隊。為能把夢想變為現實,他四處奔走與廠家合作試驗、生產高耗散減振材料;為了省錢,他在南京最偏遠的鄉鎮花5000元租一間小房子做實驗;他甚至放下男子漢的臉面,申請借用妻子單位的場地設備搞科研……

「從飛行器、高鐵到高層建築,都需要應用這種減震技術,以提升安全性和可靠性。」徐趙東說,以高層建築為例,要想達到減震效果,傳統方法通常是加固樓房樑柱斷面,說白了就是「以硬制硬」,樓房造得越粗壯、震動時位移就越小。而採用阻尼器耗散地震和風振引起的結構振動能量,相當於「以柔克剛」。「可以說,阻尼器的出現,使建築物減震研究,跳出了傳統設計思維。」

辦公桌椅是撿回來的二手貨成功,沒有一帆風順。和很多人一樣,徐趙東的科研之路並不平坦。

對於提升減震效果,阻尼器的設計很重要,而構建它的材料也很重要,但這種材料卻成了當時學界研究的瓶頸。

在東南大學四牌樓校區,徐趙東領着記者參觀了他的實驗室,徐趙東將其稱為「發明工廠」——建築結構減震器、磁流變減震器、多維隔減震裝置、大跨網格結構多維減震裝置、大跨橋樑斜拉索減震器、空間微振減震裝置……幾十種減震器一字排開,涵蓋了多個應用領域。

「這是我20年來科研成果的精華,它們都用上了高穩定高耗散減振材料,該材料可吸收振動能量,從而抑制振動對土木結構的破壞。」徐趙東對科技日報記者說,我國是一個地震多發的國家,唐山大地震、「5·12」汶川大地震等地質災害,破壞了當地大量的建築物。「我所做的工作,就是研究如何提升土木結構的抗災抗震能力,儘可能讓房屋震不倒。」

後來,這一智能阻尼器被應用於複雜土木工程項目,它可實時根據外界激勵大小,調節減震器的阻尼力。

跨界的難度,要比徐趙東想象得大。許多知識,他都得從頭學起;沒有研究團隊的支持,他只能一個人孤軍奮戰;為能研製出高穩定高耗散減振材料,他前後試驗了430多種材料……

「青年階段是科研工作者的黃金時期,是科研思想火花迸發最激烈的時候,也是創新活力最足的時候。」徐趙東說,自己在30多歲時,就十分熱衷於搞各種發明,擁有了50多項國家發明專利、40多項實用新型專利技術。最令他欣慰的是,這些專利技術大多數都已實現了應用。

然而,比起搞科學研究,成果推廣應用更為艱難。曾有很長一段時間,徐趙東研製出的產品並不被市場所接受。

最近,憑藉在減震領域取得的研究成果,徐趙東捧得了首屆科學探索獎的獎盃。「得獎只是對過去的肯定,未來我還要繼續努力。」他說。

2014年,徐趙東領銜完成了「高穩定高耗散減振材料製備關鍵技術與裝置開發及工程應用」的創新技術研究,憑此他獲得了2014年度國家技術發明獎二等獎。當時,年僅39歲的他成為該獎項獲獎人中年齡最小的第一完成人。

妻子不僅是賢妻良母,更是徐趙東科研工作的最佳搭檔。在妻子的大力支持下,他研製出能「感知」、有「大腦」的新一代智能阻尼器,裏面用到的智能控制器,採用了基於神經網絡預測模型的模糊控制算法。這一算法,成功解決了智能控制中的時滯難題和電流瞬時確定難題。

「兩者的差別就在於,落地后彈跳的小球是用普通橡膠材料製成的,而另一個小球是用高耗散粘彈性材料製成的。這種材料具有高阻尼特性,能將振動能量轉化為內能。」徐趙東笑着向記者解釋道。

功夫不負有心人,經過多年努力,2004年起,徐趙東發明的高穩定高耗散減振材料阻尼器陸續在西安石油賓館、漢中西二環大橋、上海崇明長江大橋等土木結構上得到應用。

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