暑假校园里的科研赶路人

本文转自：黑龙江日报

新视界

暑假校园里的科研赶路人

在野外工作。

柳波正在操作显微镜。

植物多样性团队。

方程呈现在刻石上。

□本报记者 赵一诺

这个暑假，哈尔滨工程大学启航活动中心的创立方·大学生创客工场热闹如常，近百名学生正在这里争分夺秒地为即将开战的全国海洋航行器设计与制作大赛备赛。暑期的高校活跃着一批科研“赶路人”，他们通宵达旦，在实验室里默默攻坚，穿梭在田间地头与实验室之间，他们忙碌的身影成为这个夏天校园里流动的风景。

A

“拍摄”石油“大片”

“白色的是黄铁矿，黑色的是有机质，中间夹杂有很多孔隙裂缝细如发丝，我们日思夜想的石油就在这里。”东北石油大学非常规油气研究院院长柳波告诉记者。这是东北石油大学非常规油气研究团队成员正在“拍摄”的一幅“大片”，原本平整于一体的岩石样本，在1万倍的电镜镜头下，内部结构被呈现得一览无余。2021年，大庆页岩油勘探开发取得战略性突破，新增石油预测地质储量12.68亿吨，科研人员就是在比头发丝还细的孔隙里找到了页岩油的“蜗居”之地，实现了基础研究上的突破。

从博士阶段，柳波便开始从事“页岩油富集规律”研究。他带领团队经过多年科研攻关，在陆相页岩油气富集规律与甜点预测方面取得突破，有效解决了页岩油有利岩相分布预测难题，团队创新改进的实验方法，帮助大庆油田解决了页岩油实验测准难、效率低的问题，

2021年，团队攻克了基于扫描电镜的页岩油储层粒度分析、矿物判别及不同类型孔隙人工智能识别方法等核心技术难关，研发了《GeoRobot页岩扫描电镜孔隙识别系统》，为油田非常规储层评价提供了数据挖掘、图像分割、图像识别等关键技术，使纳米尺度的电镜图像成为打开非常规储层微观世界的“金钥匙”，助推了油田页岩油、致密油勘探突破。

柳波为“油”奔走乐此不疲，一年“飞行”总里程可绕地球三圈。他说：“只有走进油田、走进生产前线，才能发现关键问题，才能有所实践和突破。”

B

拯救濒危物种

在赛罕乌拉国家级自然保护区，绿草如茵、牛羊成群，万顷草原绵延不绝。赛罕乌拉是综合性自然保护区，以珍稀濒危野生动植物等为主要保护对象。暑假期间，东北亚生物多样性研究中心植物多样性研究团队负责人、东北林业大学教授王洪峰比平日还忙，为搜集生物多样性资源调查奔走。

“搜集保存种质资源是做好生物多样性保护工作的基础，关系到人类自身、濒危物种保护和国家经济社会发展。”王洪峰说，必须“摸清家底”，建立布局合理、功能完善的生物多样性观测网络体系。

2021年，东北亚生物多样性研究中心成立。一批又一批东林学子加入到这场濒危物种的拯救行动中。调研、采集、研究，在干热河谷中、在深山密林里、在悬崖峭壁边……在夜深人静时与蚊虫正面较量，在人迹罕至的密林中探寻。“不能因为哪里很偏远、有危险就不去了。有人说‘学林的人走的都是兽道’，护林员还有巡山路线，我们则是漫山遍野走。”在王洪峰看来，在野外做科研能够看到不一样的风景，“没觉得辛苦，反而有种在世外桃源独辟蹊径的快乐。”

从2005年第一个样地建起，团队师生就再没享受过暑假，每年4月末至11月中旬，他们都要在野外至少进行超过100余天的样地调查、功能性状分析等，在山上一呆就是一个月，回到实验室再对样品进行预处理和测定。

目前，东北亚生物多样性研究中心建立了完整的东北亚维管植物名录，建成的维管植物多样性数据库，为东北亚地区保护珍稀濒危植物的评估提供了有效数据支撑。中心还将分散在日本、韩国等六国580万条维管植物标本进行收集整理，填补了我国东北亚维管植物多样性数据库的空白。

C

打开气泡的奥秘

“3、2、1！”随着口令下达，巨大的爆炸声激起雪白浪花，水下大尺度高压气泡释放出强大压力波。这是不久前在我国某试验场进行的一次成功试验。该试验以业内称为“Zhang方程”的气泡统一方程为指导，探明了气泡高效传递能量机制，为大型船舶的防护设计提供了依据。

气泡统一方程由哈尔滨工程大学船舶工程学院教授张阿漫创立，今年3月正式发表于国际流体力学期刊《流体物理》。它以简洁优美的数学方程，描述了自然界气泡运动的基本规律，破解了气泡动力学理论未解之谜。

气泡看似寻常，却蕴含着巨大的奥秘和威力，大尺度气泡能够产生巨型海啸，小尺度气泡可以将药物输送到靶向器官。几十年来，气泡领域科学家希望通过数学公式解释气泡运动的物理现象，将影响气泡运动的所有复杂物理因素统一到一个方程中。然而，科学家们一直在努力，却始终没有突破性收获。

“既然找不到，就构造一个！”2020年，张阿漫作了一个大胆的决定：开创属于自己的气泡动力学方程！

终于，他以更高效率和质量推演出了一个简洁、优美、对称的方程，仿佛就是“多少次在梦中看到的气泡统一方程”。

气泡统一方程不仅能在理论上更加精准地预测气泡动力学行为，还能作为指导实验的数学方程，预测新的物理现象和规律。在近期进行的深海勘探试验中，由我国自主研发的高压气枪在物探船的牵引下，呈现出经过气泡统一方程精准计算过的阵列。

张阿漫看来，高压气枪阵列的核心原理本质上就是气泡群的脉动和迁移。有了气泡统一方程，我国不仅可以自主研发多方面性能优于国外产品的高压气枪，通过对回弹反射波的分析，实验人员可以测出海底是否有可燃冰、石油等珍贵海洋资源。

“气泡常常通过出人意料的巧劲，释放巨大能量。”张阿漫说，“为实现‘海洋强国梦’，还要不断加强基础研究这个科技创新总开关，培养更多创新型人才，面向原创性基础研究和瓶颈问题发起攻坚。”