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中國工程院院士、西安交通大學(xué)教授蔣莊德
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一個(gè)國家、一個(gè)民族，要想在世界上真正立足并贏(yíng)得國際社會(huì )的尊重，必須占據高科技領(lǐng)域的陣地，一定要把核心技術(shù)掌握在自己手中。中國工程院院士、西安交通大學(xué)精密工程研究所所長(cháng)蔣莊德說(shuō)。
多年來(lái)，蔣莊德心懷制造強國目標，夙興夜寐，埋頭苦干，幾十年如一日致力于微納制造與先進(jìn)傳感技術(shù)、精密和超精密加工與測試技術(shù)及裝備等方面的研究，在高端MEMS傳感技術(shù)及核心芯片、數字化精密測量與超精密加工技術(shù)及裝備的工程科技領(lǐng)域取得了突出成就，在微納米技術(shù)相關(guān)基礎理論和生物檢測技術(shù)及儀器等方面開(kāi)展創(chuàng )新性研究。他先后獲得國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎2項、國家科技進(jìn)步獎二等獎2項，并榮獲2014年何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎、2017年首屆全國創(chuàng )新?tīng)幭泉労?020年第十三屆光華工程科技獎。
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中國工程院院士、西安交通大學(xué)教授
蔣莊德
一個(gè)國家、一個(gè)民族，要想在世界上真正立足并贏(yíng)得國際社會(huì )的尊重，必須占據高科技領(lǐng)域的陣地，一定要把核心技術(shù)掌握在自己手中。中國工程院院士、西安交通大學(xué)精密工程研究所所長(cháng)蔣莊德說(shuō)。
多年來(lái)，蔣莊德心懷制造強國目標，夙興夜寐，埋頭苦干，幾十年如一日致力于微納制造與先進(jìn)傳感技術(shù)、精密超精密加工與測試技術(shù)及裝備等方面的研究，在高端MEMS傳感技術(shù)及核心芯片、數字化精密測量與超精密加工技術(shù)及裝備的工程科技領(lǐng)域取得了突出成就，在微納米技術(shù)相關(guān)基礎理論和生物檢測技術(shù)及儀器等方面開(kāi)展創(chuàng )新性研究。先后獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎2項、國家科技進(jìn)步二等獎2項，并榮獲2014年何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎、2017年首屆全國創(chuàng )新?tīng)幭泉劊?020年第十三屆光華工程科技獎。
現在回過(guò)頭來(lái)看，開(kāi)始做的那些基礎性研究非常重要
上世紀90年代初，MEMS（微機電系統）和納米技術(shù)成為世界高新科技競爭的制高點(diǎn)。
當時(shí)美國通過(guò)半導體工藝做出硅基的靜電式微電機，這是一個(gè)劃時(shí)代的變革，給了我很大的震動(dòng)。傳統制造模式中，機電產(chǎn)品由分離式器件組裝而成，存在一定的加工周期，而通過(guò)半導體工藝，可以一次性、大批量地制備出微型機械、電子器件和系統。蔣莊德回顧說(shuō)。正是敏銳地意識到了這一發(fā)展趨勢以及其廣闊的前景，1993年，他率先向學(xué)校提交了《關(guān)于立即開(kāi)展納米技術(shù)和微型機械研究的報告》，請求盡快開(kāi)展這方面研究。
作為機械、電子等學(xué)科的交叉領(lǐng)域，MEMS和納米技術(shù)研究當時(shí)在國內屬于新興領(lǐng)域。開(kāi)展這項研究，他們沒(méi)有任何基礎，基本處于無(wú)資金、無(wú)人員、無(wú)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室的三無(wú)狀態(tài)。當時(shí)，在科研經(jīng)費緊張的情況下，學(xué)校撥了兩萬(wàn)塊錢(qián)作為啟動(dòng)資金，支持蔣莊德開(kāi)展探索性研究。
那是一段難忘的艱苦歲月。蔣莊德花了8000多元從微電子企業(yè)購置了五臺二手設備，把辦公室窗戶(hù)用黑布一蒙，搭了一個(gè)簡(jiǎn)易暗室，帶著(zhù)幾個(gè)研究生就干起來(lái)了。面對這一陌生領(lǐng)域，他們從最底層、最基礎的研究做起，邊學(xué)邊做，每天除了上課就泡在實(shí)驗室，在非常有限的條件下，一遍遍反復實(shí)驗。也是從那時(shí)候開(kāi)始，蔣莊德開(kāi)始了和姚熹院士團隊長(cháng)達30余年的合作。為研制MEMS器件，經(jīng)常在姚團隊30平方米的超凈實(shí)驗室一做就是一兩個(gè)月，最終成功研制出分度圓直徑為300微米的硅基漸開(kāi)線(xiàn)齒輪和陣列式硅微傳感器。
隨著(zhù)研究前景的日漸明晰，蔣莊德獲得了越來(lái)越多的支持：國家自然科學(xué)基金、國防青年基金、國家重點(diǎn)實(shí)驗室基金、教育部博士點(diǎn)基金……1995年，在學(xué)校支持下，團隊從中科院化學(xué)所購置了掃描隧道顯微鏡（STM）、計算機等儀器設備，終于擁有了一個(gè)50平方米的超凈實(shí)驗室。隨后，在學(xué)校的支持下建成了當時(shí)國內高校最大的3000平方米超凈實(shí)驗室。實(shí)驗室硬件建設的改善提高，令蔣莊德在MEMS和納米技術(shù)領(lǐng)域的研究如虎添翼。
2000年，國家863計劃先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域預研項目001號耐高溫壓力傳感器面向全國招標，蔣莊德團隊從8家競標科研單位中脫穎而出。項目研究過(guò)程中，他們開(kāi)創(chuàng )性地將硅隔離技術(shù)應用到高溫壓力傳感器的制備上，成功突破了高溫下漏電流對傳感器性能的破壞等難題。一年后，項目順利通過(guò)驗收，并獲得科技部高度認可。后來(lái)科技部的相關(guān)重點(diǎn)項目就交由蔣莊德團隊領(lǐng)銜。一些國家重點(diǎn)、重大項目和企業(yè)界的任務(wù)也接踵而來(lái)。
十年蓄力，一朝薄發(fā)。在突破了一系列技術(shù)難題之后，蔣莊德帶領(lǐng)團隊開(kāi)發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的MEMS耐高溫、耐高壓、高過(guò)載、超高g值和集成傳感器等系列產(chǎn)品，不僅打破了國外的技術(shù)封鎖與壟斷，而且很多項目成果實(shí)現了產(chǎn)業(yè)化，廣泛應用于航空航天、兵器、船舶、石化等不同領(lǐng)域的數百家軍工和民用企業(yè)。
歷經(jīng)20多年持之以恒的不懈攻關(guān)，蔣莊德終于在國內率先將MEMS傳感器技術(shù)推向工程應用，實(shí)現了從零的突破到高端領(lǐng)跑，從而踏上了發(fā)展的快車(chē)道。他將這段歷程形象概括為十年基礎、十年應用、十年上規模發(fā)展。他欣慰地說(shuō)：現在回過(guò)頭來(lái)看，開(kāi)始做的那些基礎性研究非常重要，正是有了這些理論和技術(shù)基礎，才有了后面的快速發(fā)展。
憑著(zhù)這種咬定青山不放松的韌勁和奮斗精神，多年來(lái)，蔣莊德帶領(lǐng)團隊，堅持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰場(chǎng)、面向國家重大需求、面向人民生命健康，不斷向科學(xué)技術(shù)的廣度和深度進(jìn)軍，科研工作卓有成效。
2019年底，新冠肺炎疫情爆發(fā)。實(shí)時(shí)熒光PCR核酸檢測被世界衛生組織和多個(gè)國家確定為新冠肺炎病例確認、疑似排除和出院的依據。但是，一直以來(lái)，核心技術(shù)被卡脖子是PCR儀器國產(chǎn)化難以逾越的鴻溝。關(guān)鍵時(shí)刻，蔣莊德團隊在多年探索的基礎上，在國家重大科學(xué)儀器專(zhuān)項的支持下，攻堅克難，研制出具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)新型實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀，并實(shí)現產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，打破了我國此類(lèi)高端儀器設備完全依賴(lài)進(jìn)口的局面。團隊的高通量多靶標核酸自動(dòng)化定量檢測關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應用項目也獲得了2020年國家科技進(jìn)步獎二等獎。
據統計，30多年來(lái)，蔣莊德帶領(lǐng)團隊開(kāi)展MEMS傳感器與核心芯片及其系列器件、納米計量技術(shù)與納米器件、精密超精密加工技術(shù)及裝備、精密測量技術(shù)及裝備、生物檢測技術(shù)及分子診斷科學(xué)儀器等方面的研究，先后承擔國家和國防各類(lèi)重大重點(diǎn)項目及其它省部委科研項目數百項，獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎3項，國家科技進(jìn)步二等獎3項，省部級獎項30余項，發(fā)表論文1300余篇，授權發(fā)明專(zhuān)利340余項。
做學(xué)問(wèn)、搞科研切忌跟風(fēng)，要經(jīng)得起各種‘熱鬧’干擾
上學(xué)至今，蔣莊德大半生的時(shí)光基本在西安交通大學(xué)度過(guò)。這所上世紀中葉響應祖國號召從上海西遷而來(lái)的著(zhù)名高校，60年來(lái)扎根西部，赤誠報國，所形成的胸懷大局，無(wú)私奉獻，弘揚傳統，艱苦創(chuàng )業(yè)的西遷精神，以及起點(diǎn)高、基礎厚、要求嚴、重實(shí)踐的育人傳統，對蔣莊德產(chǎn)生了深刻影響。
特別值得一提的是，蔣莊德就讀的交大機械學(xué)科成立于1913年，底蘊深厚，大咖云集，先后培養出了錢(qián)學(xué)森在內的30多位兩院院士。西遷以來(lái)僅在機械系從教的就有周惠久、謝友柏、屈梁生、汪應洛、盧秉恒和蔣莊德等六位院士，校內外傳為佳話(huà)。其中，屈梁生、盧秉恒和蔣莊德三位院士更是出自同一教研室，曾在一起親密工作多年。
提起曾經(jīng)的老師和同事，蔣莊德語(yǔ)氣分外敬重，一一娓娓道來(lái)：董樹(shù)信教授主要研究表面粗糙度，起草制定了機械加工表面粗糙度國家標準；趙卓賢教授在機械加工表面形狀和位置誤差方面的研究領(lǐng)先國內；屈梁生院士是我國機械故障診斷學(xué)的奠基人，也是將信息學(xué)理論引入機械故障診斷研究的第一人；盧秉恒院士作為我國增材制造領(lǐng)域的奠基人和領(lǐng)軍人物，與蔣莊德曾同在一個(gè)課題組、同住一棟樓，還一同在濟南第一機床廠(chǎng)開(kāi)發(fā)超精密車(chē)床，一起呆了三年，多年來(lái)相互鞭策，情誼深厚……
尤其令蔣莊德印象深刻的是，當年學(xué)校對青年教師上講臺的要求很高：先要在教研室、大班課多次試講，接受教研室幾位老教師一遍遍的打磨，包括板書(shū)、講話(huà)的頻率、聲調的高低，公式推導的步驟等各個(gè)方面，都必須達到要求，過(guò)關(guān)后才能做助教，再鍛煉一段時(shí)間方能正式登臺授課；自西遷以來(lái)，凡進(jìn)入精密度量實(shí)驗室，穿白大褂，先打掃干凈衛生，戴上白手套，再開(kāi)始做實(shí)驗的規矩成為所有新老教師的行動(dòng)自覺(jué)，沒(méi)有一個(gè)人搞特殊；老師們在學(xué)術(shù)上是嚴厲的，但提攜后輩則溫煦如春，不遺余力，蔣莊德還清楚地記得，當年他邀請屈梁生院士做自己首個(gè)博士生答辯委員會(huì )主席，以嚴格著(zhù)稱(chēng)的屈先生對于學(xué)生取得的成果持贊賞、鼓勵的態(tài)度，令原本忐忑不安的學(xué)生更加堅定了獻身科學(xué)的信心……在長(cháng)期的學(xué)習和執教生涯中，這種崇德尚實(shí)、精勤育人的精神風(fēng)范在蔣莊德身上打下了深深的烙印。
做學(xué)問(wèn)、搞科研切忌跟風(fēng)，要經(jīng)得起各種‘熱鬧’干擾。只有坐得住，才能立得穩。蔣莊德經(jīng)常這樣給團隊師生說(shuō)。秉承傳承、創(chuàng )新、融合的科研思路，蔣莊德高瞻遠矚又腳踏實(shí)地，帶領(lǐng)團隊勇闖多學(xué)科交叉融合新路，堅持不懈開(kāi)展創(chuàng )新性研究?；仡?0多年的科研之路，蔣莊德總結自己抓住了微納精密這一主要方向，帶出了一支隊伍，建立了一個(gè)平臺。
蔣莊德團隊主要以微型機電子系統和納米技術(shù)、精密超精密加工這兩個(gè)方向的研究為主。他主持研制的耐高溫壓力傳感器及系列MEMS器件，解決了航空航天、軍工、石化、先進(jìn)制造等領(lǐng)域高溫惡劣環(huán)境下的壓力/加速度測量難題，打破了國外的技術(shù)封鎖和壟斷，并將MEMS產(chǎn)品推向工程應用，引領(lǐng)和帶動(dòng)了高端MEMS傳感器技術(shù)和敏感芯片的發(fā)展。他主持研制出國內首臺1500mm大口徑非球面車(chē)磨復合機床，打破了國外的技術(shù)封鎖；主持研制出國內首臺集齒輪、齒輪加工刀具、曲軸等復雜型面和回轉軸件檢測為一體的組合式精密測量?jì)x器，成功替代了國外產(chǎn)品。除此之外，蔣莊德團隊在PCR聚合酶鏈式反應生物檢測儀器方面的研究已走在世界前列，納米測量技術(shù)方面的研究也獲批了多項國家一級標準物質(zhì)和二級標準物質(zhì)。近年來(lái)開(kāi)始涉足的量子傳感、太赫茲、柔性電子等方向的部分研究也取得了較快進(jìn)展。
歷史告訴我們，落后、弱小、被動(dòng)就要挨打。我們要在自己的研究領(lǐng)域內，主動(dòng)對接航空、航天、船舶、兵器等國家重點(diǎn)領(lǐng)域和重要方向，努力尋求突破，盡己所能為國家做貢獻，這是我們每一個(gè)科技工作者的責任和義務(wù)。蔣莊德說(shuō)。
既要有‘扎下去’的科學(xué)精神，也要有‘走出去’的戰略眼光
蔣老師做事認真嚴謹，精益求精，對重點(diǎn)項目的材料常常要求‘一個(gè)字不能多，一個(gè)字不能少’，言傳身教令人感動(dòng)。團隊成員李常勝助理教授說(shuō)。作為學(xué)科帶頭人，蔣莊德非常注重在重大項目中鍛煉、培養青年人。如前段時(shí)間申報國家自然科學(xué)基金重大項目，他就把超精密加工團隊所有年輕教師都召集起來(lái)，集聚智慧協(xié)力攻堅。經(jīng)常晚上十一二點(diǎn)了，他還帶著(zhù)大家反復過(guò)材料、摳細節，直到無(wú)懈可擊。
畫(huà)好了道，你們只管甩開(kāi)膀子往前跑，不要有壓力和顧慮。多年來(lái)，蔣莊德始終站在科技的最前沿，就像一名舵手，帶領(lǐng)著(zhù)團隊在科研的汪洋大海中乘風(fēng)破浪，行穩致遠。
2014年，蔣莊德將一項國家973課題的科研任務(wù)交給了還是講師的田邊。項目申請階段，田邊遇到了瓶頸，久攻不下，擔心自己把事情搞黃了，就找蔣莊德請求換人。
沒(méi)想到蔣老師鼓勵我不要怕，他說(shuō)有時(shí)候困難恰恰可能是要突破的前奏，而一旦突破，肯定是有創(chuàng )新，會(huì )對未來(lái)發(fā)展產(chǎn)生重要影響。他的話(huà)給了我莫大的鼓勵和信心。蔣莊德的熱忱鼓勵，令田邊心潮澎湃，他振作精神，發(fā)憤攻關(guān)，最終不僅成功申請到課題，而且還以?xún)?yōu)秀等級結題。此后田邊的科研一直圍繞著(zhù)高溫薄膜傳感器堅持做下來(lái)，以出色成績(jì)獲得了國家級人才計劃。
科學(xué)家既要有‘扎下去’的科學(xué)精神，也要有‘走出去’的戰略眼光。蔣莊德經(jīng)常鼓勵團隊師生要學(xué)習國際前沿知識，拓展學(xué)術(shù)視野，想方設法送他們出國深造。
從讀碩士時(shí)算起，韋學(xué)勇教授跟隨蔣莊德學(xué)習、工作已整整20年。提起2005年蔣老師推薦他去英國伯明翰大學(xué)讀博士的情形，韋學(xué)勇至今歷歷在目，當時(shí)我碩士畢業(yè)已在上海英特爾公司上班。我說(shuō)老師您推薦我出去，我將來(lái)不一定會(huì )回咱團隊來(lái)，我家在江蘇，還是想留上海工作。沒(méi)想到蔣莊德不假思索地說(shuō)：沒(méi)事，不管你將來(lái)在哪工作，都是給國家做貢獻，我培養你也是為國家培養人才。
韋學(xué)勇現任教育部微納制造與測試技術(shù)國際聯(lián)合實(shí)驗室常務(wù)副主任。實(shí)驗室聚全球英才而用之，聚攏了海內外諸多頂尖人才，在國內外享有盛名。蔣莊德扶上馬送一程，創(chuàng )造各種機會(huì )和平臺支持他專(zhuān)注做研究。2022年，韋學(xué)勇順利入選國家萬(wàn)人計劃領(lǐng)軍人才。
回國之前很多朋友都說(shuō)會(huì )有很多不適應，我也有些擔心，沒(méi)想到很快就進(jìn)入了狀態(tài)。這和蔣老師無(wú)微不至的關(guān)心，以及他‘幫人就是幫己’的管理理念密不可分。今年春天，海外優(yōu)青康城瑋離開(kāi)工作了9年的愛(ài)爾蘭，回國加入了蔣莊德帶領(lǐng)的團隊?？党乾|感動(dòng)地說(shuō)，回來(lái)后蔣老師每次看到他都要聊幾句，從科研方向的推進(jìn)到結婚買(mǎi)房，無(wú)不牽掛在心頭。而團隊中來(lái)自五湖四海的70多位同事，在遇到問(wèn)題總能擰成一股繩合力解困，相處得非常融洽。
西安地處經(jīng)濟不太發(fā)達的西北，怎樣才能吸引來(lái)海外優(yōu)秀人才？就得靠平臺、研究方向和研究團隊，要想方設法給他們創(chuàng )造和諧寬松、施展才華的空間。蔣莊德說(shuō)?，F在他所帶領(lǐng)的團隊已有教授16人，副教授/副研究員23人。其中包括國家特聘教授、教育部獎勵計劃特聘教授、國家級人才計劃、國家杰青、國家萬(wàn)人計劃領(lǐng)軍人才、國家級青年人才計劃、教育部新世紀人才等各類(lèi)人才。無(wú)論從科研實(shí)力還是科研貢獻度來(lái)說(shuō)，這支隊伍在西安交通大學(xué)都是屈指可數。在蔣莊德多年的精心引育之下，團隊目前已基本形成了50歲、40歲、30歲三個(gè)年齡層次、結構合理的人才梯隊，既有自己培養的，也有從美國、英國、澳大利亞、日本、法國、德國等國引進(jìn)的優(yōu)秀人才。
團隊四五十歲的都在挑大梁，帶隊在一線(xiàn)沖鋒陷陣，近兩年引進(jìn)的不少海外人才很快也形成了研究成果。67歲的蔣莊德欣慰地說(shuō)。如今，當人梯、提攜后輩早已成為他領(lǐng)導學(xué)科發(fā)展的重中之重，是他殫精竭慮的一項很重要的工作?，F在重點(diǎn)是培養30多歲的青年人，確保團隊可持續發(fā)展。他說(shuō)。
在系統開(kāi)展有組織的科研的同時(shí)，蔣莊德帶領(lǐng)團隊還堅持把論文寫(xiě)在祖國的大地上。在多年來(lái)深化與北京、山東、江蘇以及陜西省寶雞市等地企業(yè)合作的基礎上，他們在近期又緊鑼密鼓地加快與浙江、廣東以及陜西西安等地的科研合作，與眾多科研單位和企業(yè)進(jìn)行緊密聯(lián)系。蔣莊德堅定地說(shuō)：我們作為科技工作者，既要腳踏實(shí)地做好自己的工作，勇于攀登科技發(fā)展高峰，推動(dòng)自主創(chuàng )新實(shí)現新突破。同時(shí)，也要努力讓自己的科技創(chuàng )新成果走出實(shí)驗室，將更多的‘科技之花’轉化為‘產(chǎn)業(yè)之果’，以造福社會(huì )、造福于民。
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