南开教授刘伟伟：“参加研制天宫 是毕生的自豪”

作为南开大学教授、博士生导师，南开现代光学研究所所长，刘伟伟身兼教学与科研双重任务。

　　1月23日，津云记者在南开大学校园内见到了周末仍在加班的刘伟伟，他坦言：“工作这些年来，单纯从个人喜好来讲，他很怀念在实验室与学生每天待在一起，‘泡’在科研工作里的日子过得单纯，精神压力就会小一些。后来担任研究所所长，从大方面来讲，影响力、影响面会更加广泛，责任也更重了，各有各的不同。”

记者在南开大学约见刘伟伟，时值周末，他正在加班

　　刘伟伟今年40多岁，年轻有为，工作方面硕果累累。他已主持国家重点研发计划、国家载人航天工程、中央军委装备发展部、国家自然科学基金等项目30多项。获天津市自然科学一等奖、天津市技术发明二等奖、天津市专利金奖、天津市专利优秀奖等。获全国最美科技工作者推荐人物、天津市有突出贡献专家、天津市五一劳动奖章、中国光学学会“王大珩光学奖-中青年科技人员光学奖”等荣誉。

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　　天宫一号、二号有害气体检测

　　“原本十年研发仅用两年”

　　这些年令刘伟伟印象最深的科研工作，当属研究出我国第一台在轨有害气体检测装置。并应用于天宫一号、二号空间站试验舱。

　　他领衔的课题组，面向载人航天工程中保障空间站宇航员生命和健康这一重大需求，承担了在轨有害气体检测装置的研究项目，该设备适用于空间环境的多组分、高灵敏度的有害气体检测装置，突破了关键技术，解决了在轨多组分有害气体检测这一困扰国际航天科技领域的难题，是载人航天科技中重要的自主创新成果。这一装置研制成功，有力提升了我国在轨空间舱气体检测技术水平，为保障宇航员空间站内活动安全和科学实验顺利开展提供了关键核心技术。

　　“我们创造性的应用基于空芯光子晶体光纤及光谱检测技术在载人航天工程上应用的科学技术方案及核心技术。巧妙地解决了在轨有害气体多组分、高灵敏度的在线测量的需求与体积小、重量轻、功耗低的苛刻空间环境适应性要求之间的尖锐矛盾，该技术属国际领先水平。”1月23日，坐在办公室内，刘伟伟向津云记者讲述。

　　 他详细解释道：“航天飞行器上的设备要求体积小、重量轻、功耗低、灵敏度高，对宇航员生命安全要求也高，而空气污染有很多种、很复杂。传统的相关有害气体检测技术不适合航天飞行器，不仅仅体积很大也需要专业人员才能操作，所以我们的研发就要有所突破。”

　　当时，中国对此技术应用于航天飞行器有着急迫的需求。“我们2009年开始研发相关检测项目，用了两年时间研发成功，2011年应用于航天器上。实际上，从纸面理论到产品应用，类似研发正常需要8至10年时间。我们只用了两年就完成了研发应用任务，可以说那两年是高强度工作，我们团队做的是光学部分研发，团队里包括老师和学生，大概五六个人一起做。”刘伟伟回忆，“那段时间我毕生难忘，两年间包括春节在内一共休息时间不到10天，整日‘泡’在实验室里搞研发，最后收效良好，可以说研发团队的心情都很激动。”

　　“从一开始接到任务的时候，压力很大信心不足，到夜以继日搞研发主动寻求挑战、突破，我们相信既然有原理可寻就一定能靠辛勤克服工程化的难题。”刘伟伟说，“研发成功后，团队一起庆祝，科研人员一般性格都比较内敛，但那时候因为团队太高兴了，所以大家聚在一起喝酒、吃肉庆祝，畅快淋漓。看到研发成果应用到了天宫一号、二号空间站试验舱，那是毕生的自豪。”回忆起这段时光，刘伟伟脸上透着笑容与满足。

身处实验室的刘伟伟

　　承接国家重点研发

　　让实验室研究“走出去”

　　目前，刘伟伟带领的团队正研发另一个项目，属于国家重点研发计划。

　　“它是‘基于光丝激光雷达的大气污染多组分监测技术研究’项目，获得资助1846万元，项目团队包括来自南开大学、北京空间机电研究所、华东师范大学、上海理工大学的光电和航天科学专家学者。”刘伟伟详述，“该项目对标大气污染多组分监测国家重大应用需求，开展光丝激光雷达技术的基础前瞻性研究工作。面向在轨应用时所面临的探测距离远、大气环境复杂及载荷环境适应性要求高等艰巨挑战，项目需解决强飞秒激光与物质相互作用机制的关键科学问题。”

　　他解释：“其实就是聚焦大气环境污染的检测。环境污染要治理，前提要检测，因为目前的检测手段有限，测出来的多是物理浓度。但是，其化学成分也是很重要的因素，而测试其化学成分目前只能到实验室进行测试，要等好几天才能出测试结果，这就谈不上实时监测。”

　　正因如此，刘伟伟的团队才需要解决实时监测的问题。

　　“所以，现在我们研究要用强激光，激发各种物质的颜色，实现其化学物质的识别，从而进行实时监测，就可以知道污染成分化学因素及其变化，这种手段不仅可以小范围也可以大范围的扫描，未来宏伟的目标是希望可以用到卫星上，大范围的对地面实时监测，就可以与天气预报等结合，应对突发环境问题。目前，我们研究的这项技术还处于实验室技术研究阶段。”刘伟伟表示。“从我在加拿大读博士阶段，就一直在研究这个方向，目前研究情况属于国际领先水平，其实这项技术实验室里是能做的，但是需要有专业人员来操作，未来主要解决的问题是，要把实验室产品变成工业化产品，要具体进行社会化应用，这中间就有很多技术问题丞待解决。”刘伟伟解释。

　　科研与教学

　　一个都不能少

　　“作为高校科研人员，与研究所专职人员还是有区别的，我的另一方面工作重点是培养学生。”刘伟伟笑着说道，“在这方面我对学生要求很严格，但是成效不错，学生有了好成绩，当老师的觉得很自豪。”

教学中的刘伟伟

　　即使现在担任南开现代光学研究所所长，工作更加复杂了，刘伟伟也坚持每天都和学生有所交流。“我要求他们对知识了解不仅局限于书本，也要了解国家整体的需求、技术整体的现状，不能仅仅局限于自己所学的知识，更要能解决实际的一系列问题。”

　　此外，他要求学生要利用好个人时间，每天学习时间、效率要高。“学生们压力有时候也挺大的，但是我严格要求他们，他们出了成绩我和学生都很高兴，南开大学的周恩来奖学金可以说是我们学校的最高荣誉奖，最近五年我带学生，有3个获奖，可以说获奖比例非常高了。这个奖项不仅仅要求学生成绩好，也要做到为社会服务、全面的发展。”

　　刘伟伟指导的学生，也多次获得中国“互联网+”大学生创新创业大赛全国铜奖（天津赛区金奖）、移动互联创新大赛全国一等奖、天津市优秀博士论文、天津市研究生优秀党员标兵、天津市大学生创新特等奖、天津市发明与设计大赛一等奖等荣誉。

　　最后，谈到高校科研与社会接轨的问题，他认为，近些年，国家越来越重视科研与社会、市场的接轨，针对高校科研工作来讲，高校科研人员不仅要发表论文，更要把科研工作转化为对社会的推动力，实验室科学一定要用到社会上去，这也让他们这些高校科研人员觉得工作起来更有价值感。“不过，具体落实起来肯定还要有一个过程，逐渐改变高校的评价机制，比如引进人才、职称晋升的评价方式不仅仅以文章为主，逐渐调整、制定好更为适应国家政策方针的机制。”

　　（津云新闻记者张赫洋）