速豹新闻网记者 付英杰

 

10月27日晚,2026年“齐鲁最美科技工作者”发布仪式举行,10位(组)科技工作者从齐鲁大地科研一线走上舞台。今年,山东有多所高校科研人员入选。从实验台到煤矿井,从地球板块到太阳耀斑,齐鲁学人把论文写在了祖国大地上。

为井下开采锻造“安全筋骨”

山东科技大学机械电子工程学院院长、教授张强拿出一张泛黄的纸页,上面画满了链轮齿窝、齿形的磨损细节。这份手绘稿,牵出一段“十年磨一剑”的煤海故事。

上世纪90年代,一座座大型煤矿受制于采动灾害预警难、煤机部件可靠性不足等技术短板,原来的井下开采,靠采煤机、液压支架、刮板运输机三种主体设备完成,高效开采之路面临重重制约。“我国每年的煤炭消费量和生产量已经达到40多亿吨,这么大的生产量需求,就需要更多可靠的装备来保障我们的有序生产。”凭借十几年扎根井下积累的实测数据,张强立志攻坚千万吨工作面安全开采这一行业“硬骨头”。

张强的这份手绘稿,画的就是刮板输送机的链轮。回忆第一次下矿,他说:“井下很多关键的工作都得靠人工完成,这样不仅危险,开采效率也上不去。”他发现,井下刮板输送机链轮与链条总是配合不好,总是停机,“每次故障都要人工拆装调试,这严重影响了矿井生产”。回到实验室后,他把链轮齿窝、齿形那些细微的磨损、形变,一笔一画都画在了手绘稿上。

“搞煤矿装备研究,必须把实验室建在矿井下,把论文写在采煤面上。”这是张强常挂在嘴边的话。他领衔组建了3支研究生工程师小队,直接把科研战场搬到了井下生产第一线,常年带着学生连续跟班,实在困得睁不开眼,就靠在巷帮上打个盹儿。学生们劝他上井歇一歇,他摆摆手说:“问题没解决,回去也睡不着,让装备更可靠,让开采更安全,这根弦松不得。”

“许多技术限制的难点,在当时世界上是空白的,必须得从零开始去探索。”长达十年的时间里,团队数不清多少次往返于实验室和煤矿现场,从仿真建模到井下工业验证等数十道科研环节,每一组参数都反复打磨调校。“我们把智能感知、数据采集这些智能制造的理念,应用到了装备的研发上,结合矿井的实际情况反复测试,最终这项技术才成功落地,使原煤的年产量增加了50万吨以上。”张强说。

历经十年、上万组工况反复试验淬炼,张强与团队终于成功研发出年产千万吨级工作面安全开采保障技术及装备,不仅实现了采煤机、液压支架、刮板运输机三种设备一体化协同运行,更让整机大修频次由三个月一次延长至一年以上一次,一举填补了国内该领域的技术空白。为破解各大矿区地质条件迥异的差异化瓶颈,团队因地制宜牵头推行“一矿一策”精准解决方案。如今,这套自主研发的核心技术体系已在全国35%的大型煤矿落地应用。

读懂地球这本大书

传统板块构造理论把地球分成七个大板块,中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室主任、教授李三忠和他的团队却花十几年,把全球划分成了一千多块微板块。

1986年,李三忠考上长春地质学院。当时的他并不情愿,父亲从田里赶回来劝他:“李四光创办的学校,去吧!去吧!你俩都姓李,他是四,你是三,多有渊源!”就这样,李三忠走上了地质之路。后来他才知道,自己导师的导师喻德渊先生,正是李四光的学生。近二十年来,李三忠主持完成十多项国家级重点、重大项目。他原创提出微板块构造理论,将微板块划分为微陆块、微洋块、微幔块三类,新划分出1000多个微板块,比国际同类方案更详细、准确,为解答传统板块构造理论中“板块起源、板块动力和板块登陆”三大难题提供了新思路。

野外考察,是李三忠科研生涯最深的底色。自1986年起,他背着地质锤跑野外,足迹遍布世界。四十年里,他用“一身汗、一身盐、一身雨”积攒起两人高的野外记录本。李三忠常说:“我就是一个给地球‘看病、体检’的医生。”从“微板块”入手,他把脉问诊,努力帮国家找到深藏地下的宝藏,也帮人们躲开地震、滑坡、泥石流等灾害。

野外工作充满艰险,秦岭盘山道上三轮车翻进河里、树垛子扎伤手心、小石子射入肉里……因长期野外工作,他罹患职业病,先后经历7次手术,却始终战斗在科研第一线。“几十年里,我们跑野外、采样品、做原创探索,注定要走一条难走的路。但只要国家和人民有需要,再难的路,我们也会坚持走下去。”李三忠说。

李三忠坚持让地球科学服务国家重大工程和能源安全。1999年至2009年间,他先后探索渤海、东海、黄海、南海海底构造,攻克洋陆过渡带结构构造难题。2022年,李三忠提出“碳构造”理论框架,为“双碳”目标提供理论支撑;2024年,他又提出“氢构造”理论框架,改变了“洋底无能源”的传统认知,揭示海底氢能的泛在性,为寻找清洁零碳能源开辟全新勘探领域。

“我这大半辈子,只做了一件事——读懂地球这本大书。”李三忠说。除了科研,李三忠近30年坚守教学一线,主讲多门专业课程,独立培养出海洋地质硕博研究生及博士后逾二百位。2017年起主编出版国际上首套《海底构造原理》等13部教材及2部专著,被全国100多所大学采纳为教学参考书。

向着太阳追问的“追光者”

“太阳不是安安静静地挂在天上的,而是时不时地会‘打喷嚏’会‘爆发’,我们称之为太阳耀斑。”山东大学(威海)副校长、空间科学与技术学院院长、空间科学研究院执行院长、教授陈耀,这样形容他的研究对象,为了捕捉太阳耀斑爆发的信号,他化身一位向着太阳追光的探索者。

“要研究耀斑,就要认识其中发生的物理过程;我们最大的目标就是要实现‘太阳上的天气预报’。”陈耀说。射电观测是捕捉太阳活动信号的关键手段,可当时,国内缺少高水平的科研设备,所使用的数据大多是国外同行准备好的,“这使得我们的研究在事实上处于一种被动的状态。”

瞄准这一前沿方向,陈耀带领团队聚力攻坚,终于研制出世界首台35-40G赫兹太阳毫米波连续谱仪并投入试运行。然而,现实给了团队“当头一棒”——“在两年的时间里面,没有记录到任何有用的信号”。陈耀回忆,“不知道是不是仪器的原因,还是太阳上的耀斑没有那么强”。

困局当前,陈耀没有退缩。他带领团队优化天线设计、提升器件性能、降低系统噪声,在反复试错、耐心观测中等待突破。“大的问题一下子解决不了,你可以把它拆解成一些小的问题,逐个去解决,大的问题自然就解决了。”陈耀说。

从细处破题,凭久久为功,团队终于成功捕获到清晰的耀斑35-40G赫兹辐射信号,并成功将频段扩展至20-70G赫兹,填补了国际上该频段的观测空白。回望那段“坐冷板凳”的经历,陈耀表示,最大的收获就是“做一件事,要坚持。认准了它有价值、有意义,就要坚持做到底,最忌讳半途而废、跟着热点不断转换方向。”

发布仪式上,陈耀还带来了一颗正在研制的小卫星模型。未来,他的团队将把这个卫星送到太空,“目的就是要避开我们地球大气对于太阳辐射的吸收等影响,从而把太阳耀斑的辐射测量得更加准确。”

陈耀坚持科研与育人双向并重,创建太空探索拔尖班、光启实验室、创制实验室等科教融汇人才培养特区或平台,主讲等离子体物理概论、空间天气学等多门专业核心课程,所编著的两本专业教材,分别入选国家“十三五”“十四五”重点出版物出版规划项目。“陈老师教会我们,不要在看不见结果的时候就放弃,而是坚信只要你做的东西有科学意义,一定会带来结果。”学生向南这样评价。