待到山花烂漫时，她在丛中笑——2022“中国一日•科技强国”大型文学主题实践活动中国科学院上海硅酸盐研究所纪实

_{【活动标识】研究所大门正厅最大的电子展板（三盅摄）}

在走访中国科学院上海硅酸盐研究所之前，我对该所奇怪的名称有所耳闻，却从不知它是做什么的，尚且谈不上神秘，仅归于某种认知的空白。今天上海最高气温43℃，抵达时室外恰好43℃，但园区巨大的体量使人仿若置身于一个占地广袤、植被茂密的高尔夫球场，心胸随之开阔，竟起到了神奇的降温作用。据负责本次接待工作的仲鹤说，园区内从一个实验楼去往另一个实验楼要走很长的路，有时还要过马路。研究所综合办公室主任毛朝梁补充道：我们嘉定园区比原先的长宁园区大得多，但并非盲目扩建，而是基于现实需要……将来还会有太仓园区……

开门见山，“那么我们硅所究竟是从事哪方面研究呢？”我唐突问道。毛主任面露惊讶，“所名已经交代了，硅酸盐材料呀。”我歉意地笑，“是的，材料，这么说就明白了。”但停留在中学阶段的化学知识远不足以叩开那扇大门，真正的“明白”，发生在宋力昕所长的办公室里。

1.材料硅谷

宋力昕也是一位材料科学家，博士、研究员、博士生导师，载人飞船的舷窗玻璃就是他的科技成果之一。在所长办公室，宋力昕笑容可掬地招呼来客，单掌擎起下颌，肘于桌面，耐心聆听本次文学主题实践的相关安排，咫尺之间持久地凝视着我，眸中闪烁，仿若蓝海表面的一道光。虽对硅所很陌生，但我的父亲曾是煤科院的研究人员，科研大院的成长经历使我对这种凝视再熟悉不过，也再亲切不过。那是知识分子特有的交谈表情，即便是在“随便聊聊”的约定之下，缜密的逻辑也仍不打算缺席。

_{【作家三盅与研究所所长、材料科学家宋力昕（左）合影】（研究所办公室摄）}

宋力昕首先揭开的便是“硅所究竟是做什么的”之问：“水泥？陶瓷？玻璃？化工材料？当然是，但也不是。材料帝国三分天下，无机、有机、金属，硅酸盐属无机，准确来说是以高技术创新和应用发展为主体的无机非金属材料，而这三分之一天下还有学科细分：结构陶瓷、功能陶瓷、透明陶瓷、人工晶体、无机涂层、特种玻璃、陶瓷基复合材料七大门类，应用领域就更广泛了，比如国之重器，悟空、墨子、天宫、北斗，再如欧洲核子中心大型正负电子对撞机、紧凑型缪子螺线管探测器……可以说上天入地，人类对宇宙万物的每一项极限探索都有硅所新材料的身影……”原来如此，这里竟是我国无机材料领域历史最悠久、学科门类最齐全的研究机构。

“但我必须让你了解，材料帝国三足鼎立的格局不是一朝形成，也不是一成不变的，这一切要从上世纪20年代说起……”宋力昕娓娓道来，双目眯觑，视线从我的脸上移开，投向窗外的远处。

1927年，留美学者周仁先生立志科技救国，他受蔡元培之托，任理化实业研究所常务筹备委员。1928年3月，周仁意识到振兴中华极需现代工程技术，便提出在理化实业研究所内成立工程组。同年7月，国立中央研究院正式成立时，工程组便改组为工程研究所，在上海霞飞路（现淮海中路）与物理所、化学所合购一幢小楼作临时办事处，周仁任筹建会常务委员。办所之初，周仁首先为工程所确立了宗旨：“应注重于国内旧工业之改进及新工业之创设。”而当时这家中央研究院工程研究所（以下简称工程所）便是如今上海硅酸盐研究所的前身。

工程所成立当年就开展了中国古陶瓷技艺的科学研究，寻找改进当时陶瓷工业的途径，发展机械制瓷法，试制特种工业瓷，同时开展耐火材料的研究。此后四年间，工程所在第一任所长周仁的带队下三赴杭州对南宋官窑遗址考察发掘，两赴瓷都景德镇实地调查，撰写了我国古陶瓷科学技术研究的第一篇论文《发掘杭州南宋官窑报告书》和我国陶瓷科学技术研究的第一篇论文《中央陶瓷试验工场工作报告》，开创了古陶瓷研究风气，为古陶瓷研究奠定了科学基础。

新中国成立后，工程所获得新生，科研人员在第二任所长严东生的带队下开展含氟矿石对耐火材料侵蚀机理与合理选材的研究，一举攻克了这一世界难题，为我国钢铁工业的发展作出了重要贡献。而高压电瓷用原料及胎釉配方和制备工艺研究则是在殷之文的带领下完成的。次年，工程所改建为中国科学院工学实验馆，成为中国科学院首批建立的15个研究机构之一，后更名为中国科学院冶金陶瓷研究所，专攻陶瓷、玻璃、冶金三大学科领域。1959年独立建所，命名为中国科学院硅酸盐化学与工学研究所。

独立建所后，上海硅酸盐所先后开创了我国结构陶瓷、功能陶瓷、人工晶体、特种无机涂层、特种玻璃以及无机非金属材料分析测试与表征等多个研究领域，为我国先进无机材料科学技术的发展作出了开拓性贡献，开创了七个率先。

1、率先开展高温氧化物陶瓷研究。上世纪60年代研制出大尺寸高铝氧质陶瓷，为提高广播电台发射功率作出重要贡献；1990年上海硅酸盐所等联合研制成功我国第一台无水冷陶瓷发动机，“氮化硅陶瓷组合活塞”成果获1990年中国科学院十大科技成果之首；2、率先开展压电陶瓷研究，自主研发了一批功能陶瓷材料和元件，成为世界上功能陶瓷系列最完备的研究中心之一；3、率先建立火焰喷涂陶瓷涂层工艺，研制出我国第一台等离子喷涂装置，开创了我国特种无机涂层的先河。热控涂层成功应用于中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”，此后先后研制出航空航天用热控涂层30余种，为我国的卫星发射作出卓越贡献；4、率先开展微晶玻璃材料与应用研究；5、率先开展光通信用光导纤维研究，提供了我国第一根光纤通讯试验线路的光缆；6、率先开展陶瓷基复合材料研究，成功应用于我国航空航天领域；7、率先研制成功云母大单晶和激光红宝石长杆晶，在国际晶体界引起轰动。

_{【特种无机涂层中心高级工程师孟佳处于数码操控状态】（三盅摄）}

_{【特种无机涂层中心高级工程师米乐处于手工精细操作状态】（三盅摄）}

_{【特种无机涂层中心工人孟宪臻处于微电测量状态】（三盅摄）}

_{【特种无机涂层中心主任于云（右）和特种无机涂层中心高级工程师米乐（左）处于数码操控状态】（三盅摄）}

上世纪80年代，应国际知名高能物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中的邀约，上海硅酸盐所为欧洲核子研究中心（CERN）建设世界最大正负电子对撞机研制大尺寸、高质量锗酸铋（BGO）晶体。大尺寸BGO晶体的成功研发，为上海硅酸盐所在晶体界和国际高能物理界赢得了极高的声誉，创造了改革开放后我国科学家参与国际竞争的一个里程碑式的成就。1988年，“坩埚下降法工业生产锗酸铋大单晶方法”获国家发明奖一等奖。此后上海硅酸盐所又成功研制铁电晶体、声光晶体和一系列功能晶体，在人工晶体领域开创先河。

1984年，中国科学院硅酸盐化学与工学研究所正式更名为中国科学院上海硅酸盐研究所。世纪末，作为中科院首批知识创新工程试点之一，上海硅酸盐所结合国家战略需求和学科发展方向，新部署了一批能源、环境、信息、生物材料研究课题和先进无机材料前瞻性研究课题，在学科前沿领域的原始创新、以重大需求为导向的科技创新、工程化研究以及促进产业发展等方面取得了丰硕的成果。

在国内率先开展了各种纳米氧化物粉体的制备和性能研究，发展了一系列新型介孔主客体复合材料，成为国际上该领域重要的研究力量之一。“能在血管中通行的纳米‘药物分子运输车’”的研究成果入选“2005年中国十大科技进展”；开发出少量贵金属微粒负载的新型介孔复合材料，成功应用于汽车尾气三效催化；自主研制的扫描电声显微镜是国内外至今唯一实现商品化的电声显微镜，被誉为“我国大型科学仪器出口到发达国家和地区的成功范例”，该项成功获2005年国家技术发明奖二等奖；成功实现了大尺寸掺杂钨酸铅（PWO）闪烁晶体的规模生产，性能达到国际领先水平，为CERN建造紧凑型缪子螺线管探测器的电磁量能器提供了高质量PWO晶体。该项成果获2007年国家技术发明奖二等奖以及CERN颁发的CMS晶体奖。

2.上战场

进入新时代，上海硅酸盐所紧密围绕中科院率先行动计划，积极推进特色所建设，主动融入上海科创中心建设，聚焦先进制造、能源、信息、环境与健康、国防工业等重点应用领域，推陈出新，解决了一批“卡脖子”关键材料问题，取得一批新的有影响力的科技成果。研制出目前世界上最大尺寸的单体碳化硅光学部件，其单体口径、减重率和轻量化结构复杂程度均为国际领先。相关成果在墨子号、天宫二号、风云四号、高景一号等卫星和空间相机上应用，获2012年度国家科技发明奖二等奖；研制出陶瓷基高可靠复合材料构件，首次将碳/碳化硅陶瓷基复合材料用于空间发动机喷管，获2013年国家技术发明奖二等奖。在国际上首次提出陶瓷基复合材料整体结构加强筋一体化设计理念，研制的支撑结构件应用于相关卫星与空间相机，助力我国光学卫星相机分辨率首次跨入亚米级，相关成果获2017年国家技术发明奖二等奖。

同时，围绕国家重大工程需要，硅所开展了各类新型涂层材料的研究。一批新涂层被广泛应用于各类气象卫星、导航卫星、通信卫星、侦察卫星、载人飞船和空间站等；硅所还首次提出了基于介孔孔道的“原位氧化还原法”的新理念，获得了高性能pH响应的新型锰基ＭRI造影剂，该研究成果获2011年国家自然科学奖二等奖；此外，硅所制备出3种拥有自主知识产权的新型纳米药物诊疗体系，在国际上首次提出“纳米催化医学”肿瘤治疗新策略，相关成果获2014年上海市自然科学奖一等奖。

在高性能热电材料与器件研究方面硅所也取得突破，发展了“声子液体”热电材料新概念，设计合成了一系列具有极低晶格热导率的新热电化合物，研发了转换效率位居国际前列水平的热电器件及级联器件，突破了从瓦级到百瓦级同位素温差电池特种电源集成技术，相关成果获2013年国家自然科学奖二等奖、2014年国家技术发明奖二等奖。同时高性能光电晶体及器件也实现了新发展，国际上首次突破超大尺寸BGO晶体生长技术，2015年12月应用于我国首颗暗物质探测卫星“悟空”，硅所研制的LYSO晶体成为空间高能辐射探测器首选材料。此外，硅所与行业龙头企业合作，打破国外垄断，研制出国内首款高清B超探头，攻克数种卤化物光电晶体的关键应用技术，批量应用于安检、物流和高能物理等领域。

_{【先进辐射探测晶体与器件课题组工程师宋晓健（左）和李翔（右）处于芯片材料的操作状态】（三盅摄）}

在高性能光电材料和器件结构设计方面，硅所发现了系列高性能光电材料，发现了低堆积因子值的材料具有优异的光电转换性能，被同行称为“普适模型”，发现了黑色氧化钛和高效半导体复合结构，为太阳能利用提供可持续发展新策略，相关研究成果获2016年上海市自然科学奖一等奖、2017年国家自然科学奖二等奖。此外在激光透明陶瓷、红外透明陶瓷研究方面，2012年实现4.5千瓦准连续激光输出，接近美国激光介质性能。突破了粉体自给、复杂形状部件成型和烧结三项关键技术。研制出国内公开报道最大尺寸AlON部件，制备出直径210毫米的YAG透明陶瓷半球冠头罩，综合性能和异型部件研制能力国内领先。

为更好地贯彻国家对中科院科研工作“面向国民经济主战场”的要求，硅所围绕先进制造、能源、信息、环境与健康、国防工业等重点应用领域，以需求为导向，重点推进新材料、新器件、新产品、新工艺、新技术、中试生产线等产业技术的研发与应用。

“论文写得再好、奖项拿得再多都是没用的，研究所不能成为象牙塔，科技必须与产业高度融合、联动，紧密而深入地开展合作。我们二八年建所，改革开放后转型，今天在世界新一轮科技革命和产业变革的大环境之下，全球创新版图和经济结构都在重构，我们迎来了二次转型，拿来主义早已过时，科技练兵的时代也已经过去，新时代降临了，毫不夸张地说，现在乃至将来，中国科技要真正走上战场了！我在莫干山看见我们的科研人员和作坊工人打成了一片，我当时就说，这么接地气就对了，在云山雾绕的浪漫环境下，科技也可以是浪漫的啊！”宋力昕说着，缓慢而有力地点头。我插道：“这很容易让人联想到地处圣塔克拉拉谷的硅谷。”宋力昕笑了，又点点头。

近年来，上海硅酸盐所与重庆、江苏等四个省级主管部门，湖州等十四个地级市先后建立长期合作关系，科技成果推广应用合作覆盖全国2/3省、市、自治区。新建慈溪创新中心、苏州研究院两家共建研发机构，构建“政府、技术、资本、市场”协同创新的平台，充分体现科技成果带动地方经济转型升级的社会价值。硅所与国内500多家企业开启了产业对接，其中包括中天科技集团、浙能集团等一批百亿产值的知名企业。硅所通过“共建中心、技术许可、知识产权共享”等多种合作模式，推进科技成果转移转化，服务区域经济发展。

其中，2017年，钠镍电池技术以5500万元现金加500万元作价入股实施转化，获北京首科三新基金A轮投资2.4亿元，2018年底建成了我国首条钠镍电池批量化生产线；高安全性钠镍储能电池实现成功转化，形成了“研究开发—中试—产业化—研究提升”产学研合作的良性循环，建立了从陶瓷、电池到储能系统的完整技术链，为我国此项技术的从无到有、从跟进到未来领跑创造了条件；绿色低成本水钠储能电池也实现了商业化运行，在钠基储能电池工程化研制的基础上，科研人员开展了常温水钠储能电池的研制工作，顺利完成单体电池的产品定型，建成了具备一定自动化、连续化程度的生产线，光储系统在上海市电力公司实现并网运行；2017年，水系钠离子电池技术获软银中国1.3亿元A轮投资，已建成国内首条20MWh产线，产品达到欧美市场标准，已纳入日本软银全球光储计划……

多年来硅所先后获国家、中国科学院、上海市等省部级以上各类科技奖400余项，其中国家发明奖30项，国家自然科学奖9项，国家科技进步奖15项；申请专利3300余项，获专利授权1800余项；发表科研论文的国际被引用数在全国科研机构中连续15年排名前8名。培养博士、硕士研究生3000余名，为国内外众多科研机构、大学、企事业单位输送了大批优秀的科研及管理人才。

3.咏梅

暂别宋力昕所长，我在仲鹤的带领下一连参观了好几个实验楼，亲眼目睹了多项紧张而有序的实验操作，因按捺不住激动的心情，食指就像被胶水黏在了单反相机的快门按钮上。从仲鹤的口中了解到，这里包括研究人员在内的所有工作人员没有节假日和双休日，大家基本上都只休大年初一和病事假。

在辗转于几个实验室的途中，仲鹤如数家珍般介绍起研究所发展历程中的重要人物。仲鹤首先介绍的是首任所长、中国科学院学部委员（院士）周仁，他是我国的材料科学大师，著名的冶金学家和陶瓷学家，特殊钢和合金铸铁研究的开拓者与奠基人、古陶瓷科学研究的奠基人。然后是第二任所长、两院院士严东生，他是国际著名的材料科学家，中国先进无机非金属材料科学的奠基人，被国际无机材料科学界誉为最有影响的学术领导人之一。接下来是中国科学院上海硅酸盐研究所的主要创始人之一，无机材料科学家、中国科学院院士、国际陶瓷科学院院士，毕生致力于无机功能陶瓷和功能晶体材料科学研究的殷之文，他是我国无机功能材料科学的重要奠基人，在国际功能材料科学界享有很高的声誉，先后获得国家级科技成果奖6项，中国科学院和其他部委级科技成果奖10余项和何梁何利基金科学与技术进步奖，著有专著与译著十余部，发表学术论文380余篇。再接下来是上海硅酸盐所的主要创始人之一，中国陶瓷、古陶瓷及玻璃材料科学家，历任助理研究员、副研究员、研究员等职的李家治，他是世界陶瓷科学院院士，在古陶瓷、玻璃材料等研究领域成果斐然，在国际上享有卓著声誉。

_{【作家三盅在实验室取材】（研究所办公室摄）}

在世的科学家有我国著名的无机材料科学家、中国科学院院士、世界科学院院士、亚太材料科学院院士、世界陶瓷科学院院士、我国高温结构陶瓷材料研究领域的开拓者和学术带头人之一的郭景坤；中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、博士生导师，无机涂层材料专家、中国工程院院士丁传贤；著名无机材料科学家，国际陶瓷学院院士、中国工程院院士、中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、博士生导师江东亮；中国科学院院士、博士生导师、研究员施剑林；世界陶瓷科学院院士、中国工程院院士、研究员、现任上海硅酸盐所学术委员会主任董绍明……

_{【作家三盅在研究所展厅听取工作人员仲鹤（右）的讲解】（研究所办公室摄）}

从最后一个实验楼里出来，我在仲鹤的陪伴下来到周仁先生的塑像前，顶着42℃的高温，久久伫立。听着仲鹤的讲述，我的脑海中浮现出四个生动的场景。

当年考取第二批清华庚款留美公费生的周仁，怀揣“实业救国”的理想抱负，选择了能够制造“利器”的机械学专业，远渡重洋去康奈尔大学求学。在他搭乘的货轮抵达旧金山海岸时，他迎风站在甲板上，任乱发在额前翻滚，双手紧握铁质栏杆，深情回眸西太平洋方向，在心里跟自己说：“我是要回去的，学成后便回国！”……

抗战爆发，上海、南京相继沦陷后，周仁随上海的理工、化学、工程三所内迁昆明，在城郊22公里处的桥头村建成厂房，安装了炉子并开炉试验。当他们炼出第一炉钢的那天下午，周仁流着泪跟身边人说：“这是我在西南用电炉炼出的第一炉钢，意义非凡，值得纪念！非常值得纪念！”……

内战后期，国民党政府教育总长、中央研究院院长朱家骅曾多次授意周仁将研究所迁往台湾，周仁反复给出同一个拒绝理由：“我眼下最大的责任是保全科研设备，我意已决，全体科研人员暂不搬迁。”此时的周仁很清楚自己在等什么，或言在内心坚守着什么，那无疑是一个旧世界的瓦解和一个新世界的诞生……

1953年周恩来总理指示轻工业部要抓好中国古瓷的研究，轻工业部首先找到郭沫若出谋划策，而郭沫若不假思索地给出建议：“上海不是有个周仁吗？那可是国瓷专家呀，找他比找我有用得多。”就这样，周总理下达的中国古瓷研究任务落到了周仁的肩上。接到任务时，周仁只说了四个字：“义不容辞！”……

直到天色渐暗，上海的高温依然没有半点缓解。斜阳下，我从遥远的世纪长河中返航，终于明白中国科技凭什么能走到今天，又凭什么能以崭新的姿态迎来又一个春天，也终于从几代科研人的故事中懂得了何谓“科学家精神”。正如毛泽东《卜算子·咏梅》中所写：“风雨送春归，飞雪迎春到。已是悬崖百丈冰，犹有花枝俏。俏也不争春，只把春来报。待到山花烂漫时，她在丛中笑。”材料硅谷，科技的基石，懂了硅所，便了悟科技先贤们的报国之心、当代科学家的使命与担当，也才清晰看见强国之道以及中国科技的未来。