中新網(wǎng)北京7月8日電 題：三十余載“造鍋煮飯”，魏炳波院士助中國空間材料科學(xué)破局

記者 郭超凱 孫自法

“重復(fù)別人等于落后，必須尋找原始創(chuàng)新的科學(xué)‘生長點(diǎn)’。”

秉持這一理念，中國科學(xué)院院士、西北工業(yè)大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授魏炳波長期以來深耕金屬材料凝固科學(xué)與技術(shù)和空間材料科學(xué)研究，自主設(shè)計(jì)研制金屬材料超常凝固實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，為探索金屬材料在極端環(huán)境下的制備成形提供強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)手段，取得中國空間材料科學(xué)領(lǐng)域關(guān)鍵突破。

7月8日，魏炳波團(tuán)隊(duì)?wèi){借“空間極端條件下高溫金屬材料超常調(diào)制技術(shù)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”項(xiàng)目榮獲2025年度國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎。這份榮譽(yù)的背后，是他深耕空間材料科學(xué)研究、從零開始“造鍋煮飯”的執(zhí)著。

2026年3月，中國科學(xué)院院士、西北工業(yè)大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授魏炳波采用靜電懸浮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開展科學(xué)研究。受訪者供圖

回顧自己多年研究歷程，魏炳波形象地比喻稱：“我干了30多年就為了解決兩個問題，造了一口‘鍋’，再用這口‘鍋’煮一鍋‘飯’。”

魏炳波口中的“鍋”，指的是金屬材料超常凝固實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；而這鍋“飯”，則是利用太空微重力環(huán)境在高溫難熔合金上獲得前沿科學(xué)突破。

“造鍋煮飯”的念頭始于1992年。那一年中國載人航天工程正式立項(xiàng)實(shí)施，28歲的魏炳波結(jié)束在德國的合作研究，重返母校西北工業(yè)大學(xué)任教。

回國后不久，魏炳波便參與中國載人航天工程，他一心想在地面創(chuàng)建一個“太空”，希望在地面模擬出太空微重力下的“無容器”效果，開展空間材料實(shí)驗(yàn)。

“無容器”狀態(tài)是科學(xué)家研究金屬過冷夢寐以求的實(shí)驗(yàn)手段——讓熔融的金屬材料成為液滴飄浮在空中，不與容器壁接觸，在較低溫度下不凝固，仍然保持液體狀態(tài)。太空微重力環(huán)境則為實(shí)現(xiàn)“無容器”狀態(tài)提供絕佳條件。

1994年，魏炳波以“空間材料科學(xué)研究”為題申請國家杰出青年科學(xué)基金，成為中國較早提出“空間材料科學(xué)”新概念的學(xué)者之一。

以杰青項(xiàng)目為起點(diǎn)，此后30多年，魏炳波帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)持續(xù)攻關(guān)，逐步建立金屬材料超常凝固實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，自主研制靜電懸浮、電磁懸浮、超聲懸浮、氣動懸浮和自由落體等5種實(shí)驗(yàn)設(shè)備，均達(dá)到國際先進(jìn)或領(lǐng)先水平。

2026年7月，中國科學(xué)院院士、西北工業(yè)大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授魏炳波與團(tuán)隊(duì)成員討論難熔金屬材料靜電懸浮實(shí)驗(yàn)方案。受訪者供圖

2021年，中國空間站天和核心艙開始在軌運(yùn)行。魏炳波團(tuán)隊(duì)制備的10余種數(shù)百個高性能難熔合金樣品先后在中國空間站無容器材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜進(jìn)行6批次在軌實(shí)驗(yàn)，獲得大量關(guān)鍵科學(xué)數(shù)據(jù)，有望為探索新材料提供指導(dǎo)。

這一系列實(shí)驗(yàn)中，鎢合金實(shí)驗(yàn)成果尤為亮眼。鎢是目前已知熔點(diǎn)最高的金屬，熔點(diǎn)高達(dá)3422℃。冶煉中很難找到合適容器，在鎢熔化前冶煉容器往往先熔化。長期以來，鎢合金在超高溫度下的物理化學(xué)性質(zhì)研究一直是科學(xué)界的難題。

2025年，魏炳波團(tuán)隊(duì)利用中國空間站無容器材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，成功把鎢合金加熱至超過3100℃，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。此外，鈮合金、鋯合金等在軌凝固實(shí)驗(yàn)均取得科學(xué)新發(fā)現(xiàn)，成果斐然。

“我們30多年來‘地面畫龍、空間點(diǎn)睛’的夢想終于實(shí)現(xiàn)！”魏炳波感慨道。

從地面自研設(shè)備、攻克“卡脖子”技術(shù)，到太空逐夢、刷新世界紀(jì)錄，魏炳波用30多年時間帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)造出完全自主設(shè)計(jì)的“中國鍋”，在太空中“煮出”了一鍋令世界矚目的“中國飯”。(完)