武漢大學(xué)是教育部直屬全國綜合性重點大學(xué)，也是我國歷史最悠久、規(guī)模最宏大、學(xué)科最齊全、校園最美麗的大學(xué)之一。日前，記者有幸采訪到武漢大學(xué)材料與環(huán)境電化學(xué)實驗室主任汪的華教授，帶您一起了解武漢大學(xué)的優(yōu)勢和特色學(xué)科——“電化學(xué)”。

    武漢大學(xué)材料與環(huán)境電化學(xué)實驗室，是在査全性院士指導(dǎo)下，由電化學(xué)研究室腐蝕學(xué)科組發(fā)展起來的，在姚祿安、甘復(fù)興、汪的華教授等三代學(xué)術(shù)帶頭人的帶領(lǐng)下，經(jīng)過近四十年的努力，已經(jīng)成為我國材料與環(huán)境電化學(xué)領(lǐng)域重要的人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和社會服務(wù)基地。日前，記者有幸邀請到武漢大學(xué)材料與環(huán)境電化學(xué)實驗室第三任實驗室主任汪的華教授為您解密這個專注科研攻關(guān)、碩果累累的電化學(xué)實驗室。

    記者：請您簡單介紹一下材料與環(huán)境電化學(xué)實驗室的創(chuàng)立、發(fā)展和現(xiàn)狀。

    汪教授：實驗室的創(chuàng)立與發(fā)展離不開恩師査全性院士的指導(dǎo)，以查院士為代表、以電極體系及其動力學(xué)為特色的研究團隊在國內(nèi)外享有盛名，查院士等所著《電極過程動力學(xué)》是我國電化學(xué)科技和教育工作者必修的經(jīng)典之一。姚祿安教授師從蘇聯(lián)弗魯姆金和巴高茨基院士，是我國著名腐蝕電化學(xué)專家，是該實驗室的創(chuàng)始人；甘復(fù)興教授師從查全性院士和姚祿安教授，也是我國材料腐蝕與環(huán)境科學(xué)界熟知的材料與環(huán)境電化學(xué)學(xué)者，是該實驗室第二任主任。材料與環(huán)境電化學(xué)實驗室的創(chuàng)立與發(fā)展離不開這幾位前輩的努力和付出。

    目前實驗室共有教師7 人，其中教授5 人、副教授2 人，包括國家杰出青年科學(xué)基金獲得者和國家青年千人計劃人才各1 人；在讀博士生10 人，碩士生13 人，是一個團結(jié)緊密、充滿創(chuàng)新活力的研究團隊。現(xiàn)有實驗室面積500平米，具有齊備的常規(guī)材料和環(huán)境測試手段。實驗室圍繞“資源節(jié)約和環(huán)境友好”的國家重大戰(zhàn)略需求，開展材料與環(huán)境電化學(xué)應(yīng)用基礎(chǔ)與技術(shù)研究。主要研究方向有：綠色電化學(xué)冶金與材料制備新技術(shù)、資源循環(huán)利用電化學(xué)原理與技術(shù)、新環(huán)境新材料的腐蝕電化學(xué)原理與防護(hù)技術(shù)、環(huán)境友好涂料與表面工程技術(shù)、環(huán)境污染控制電化學(xué)原理與技術(shù)等五個研究方向，在研課題包括國家自然科學(xué)基金、國家科技支撐計劃、國際科技合作專項、湖北省自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體、武漢市青年科技晨光計劃和企業(yè)合作項目。近五年，發(fā)表SCI 論文60余篇，獲專利授權(quán)20 余項。累計培養(yǎng)碩士研究生100 余名，博士研究生50余名，取得了一批基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)研究成果。

實驗室成員合影

    記者：實驗室在本領(lǐng)域?qū)W術(shù)界與國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界都有重要影響，請談?wù)剬嶒炇易鲞^哪些項目？

    汪教授：實驗室先后承擔(dān)國家科委和國家基金委重大項目3 項、重點項目4 項，國家支撐計劃項目3 項。曾承擔(dān)三峽工程設(shè)計有關(guān)材料腐蝕防護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)研究項目，為該工程設(shè)計提供了一批腐蝕基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和防護(hù)涂料決策建議。結(jié)合國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略，較早提出研究西部典型環(huán)境中高分子材料老化規(guī)律和機理，在師昌緒先生的推薦下，得到國家基金委的重點支持。所研發(fā)的鋼鐵酸洗緩蝕抑霧劑、油溶性煉油緩蝕劑、電工鋼絕緣涂料已產(chǎn)業(yè)化，先后在武鋼、寶鋼、鞍鋼、攀鋼和長嶺、金陵、安慶、大慶煉油廠等大型企業(yè)應(yīng)用，取得重大經(jīng)濟和社會效益。

    記者：實驗室一直為中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會的常務(wù)理事單位，請您介紹一下為中國腐蝕學(xué)科的發(fā)展，實驗室都做了哪些工作？

    汪教授：實驗室所在的物理化學(xué)（ 電化學(xué)） 和環(huán)境科學(xué)（ 環(huán)境化學(xué)） 學(xué)科是我國較早授權(quán)的博士點。早在70 年代末80 年代初就主辦全國電化學(xué)和腐蝕電化學(xué)培訓(xùn)班，為該領(lǐng)域培養(yǎng)了一批科學(xué)研究和高等教育骨干人才。曾成功主辦第九屆海峽兩岸材料腐蝕與防護(hù)研討會，受到兩岸和海外華人學(xué)者的贊譽。實驗室一直為中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會的常務(wù)理事單位，也是首批團體會員，林安教授現(xiàn)擔(dān)任學(xué)會副理事長。

    蘇聯(lián)科學(xué)院電化學(xué)研究所所長Казаринов（中間）來訪

 與查全性院士（右）和姚祿安教授（左）合影

    麻省理工學(xué)院Sadoway教授（右）來訪，與汪的華教授合影

    記者：請您簡單介紹一下實驗室的國際學(xué)術(shù)交流與合作相關(guān)情況。

    汪教授：實驗室為湖北省化學(xué)電源材料與技術(shù)重點實驗室、生物質(zhì)資源化學(xué)與環(huán)境生物技術(shù)重點實驗室、環(huán)境修復(fù)材料工程技術(shù)中心的重要組成部分，是湖北省資源與能源可持續(xù)利用技術(shù)國際科技合作基地，國際學(xué)術(shù)交流較為頻繁，與多所國際著名高校建立了緊密的科研合作關(guān)系，承擔(dān)了多項國家科技部國際合作專項（ 合作外方包括美國麻省理工學(xué)院、亞利桑那州立大學(xué)、英國諾丁漢大學(xué)、新加坡南洋理工大學(xué)） 和省市國際科技合作項目。

    麻省理工學(xué)院Sadoway 教授、弗吉尼亞大學(xué)Zangari 教授、劍橋大學(xué)Kumar博士、挪威科技大學(xué)Haarberg 教授、蘇聯(lián)科學(xué)院電化學(xué)研究所所長Казаринов等腐蝕與材料電化學(xué)領(lǐng)域國際著名專家多次來校交流講學(xué)。實驗室成員也先后應(yīng)邀到美國、歐盟、日本、新加坡、香港等國家和地區(qū)學(xué)術(shù)交流、講學(xué)或合作研究。林安教授擔(dān)任聯(lián)合國斯德哥爾摩公約POPs 主題中國代表，并于2015 年當(dāng)選為國際表面精飾聯(lián)盟副主席和第19屆國際精飾聯(lián)盟大會執(zhí)行主席。實驗室近年20 余名研究生出國留學(xué)和訪問交流，培養(yǎng)外籍博士生多名，還接受美國斯坦福大學(xué)等十校環(huán)境工程專業(yè)本科生來華聯(lián)合實習(xí)。多項研究成果在國際高水平期刊發(fā)表，其中高溫熔鹽中材料制備成果被國際主流科技媒體多次報道。

    記者：實驗室取得了豐碩的研究成果，可否請您讓我們分享一個科研攻關(guān)的故事？

    汪教授：我首先想到了“酷暑攻關(guān)緩蝕抑霧劑”的故事：上世紀(jì)八十年代末，武大在國內(nèi)率先研究出鋼鐵酸洗緩蝕抑霧劑。1990 年6 月，武鋼總工程師張壽榮院士批準(zhǔn)同意在我國第一條從西德引進(jìn)的大型冷軋薄板生產(chǎn)線的鹽酸酸洗車間現(xiàn)場試用；但要求在酸霧影響最嚴(yán)重的8 月份進(jìn)行現(xiàn)場試驗，同時還提出了“五保證”的嚴(yán)苛要求：保證達(dá)到預(yù)期的抑霧效率（80%），保證不降低鋼材表面質(zhì)量（ 氧化皮去除率100%），保證不改變酸洗速度等工藝（ 酸洗時間小于5 秒），保證不發(fā)生過酸洗（ 無斷帶事故），保證產(chǎn)生節(jié)鐵節(jié)酸經(jīng)濟效益（ 節(jié)鐵3%）。面對如此重大機遇和嚴(yán)酷挑戰(zhàn)，實驗室全體動員，立即進(jìn)行模擬武鋼工況的放大試驗攻關(guān)會戰(zhàn)，全室十幾名老師和實驗員按專業(yè)特長分成試驗組、配方組和測試組，白天分頭實驗，晚上集中研討，緊張有序地開展工作。化學(xué)樓實驗室較小，不適合放大實驗。他們就借用武大附中比較寬敞的學(xué)生化學(xué)實驗室，用三輪車將試驗器材設(shè)備搬運到那里試驗。武漢的7 月是火爐，氣溫經(jīng)常高達(dá)攝氏40 度，實驗室沒有空調(diào)，加上80 多度的鹽酸酸洗試驗弄得酸霧繚繞，整個就是一個酸蒸籠，老師們個個被嗆得咳嗽流眼淚，實在堅持不了就到室外透透氣又進(jìn)去接著干，但沒有一個人請假溜號。經(jīng)過日夜奮戰(zhàn)一個多月，調(diào)整配方上百個，使用試樣數(shù)千片，終于取得能滿足武鋼要求的放大實驗結(jié)果，并與合作企業(yè)一起制備現(xiàn)場試驗用緩蝕抑霧劑十余噸，于8 月進(jìn)行現(xiàn)場試驗，一炮打響，經(jīng)武鋼技術(shù)中心現(xiàn)場檢測，各項指標(biāo)達(dá)到協(xié)議要求，武鋼決定在冷軋廠正式使用，實現(xiàn)了該科研成果走向生產(chǎn)應(yīng)用的重大突破。由于武鋼的示范效應(yīng)，在不到三年的時間，在寶鋼、首鋼、鞍鋼、本鋼、攀鋼等我國主要大鋼企都推廣使用了武大的鋼鐵酸洗緩蝕抑霧劑，取得巨大的環(huán)境社會效益和經(jīng)濟效益。

    記者：您專注科研二十余年，科研生活中您印象最深刻的是哪件事？

    汪教授：說起來有點話長。早在上世紀(jì)90 年代，麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系Sadoway 教授就提出在極端高溫下電解熔融氧化物提煉液態(tài)金屬鐵和鈦的科學(xué)設(shè)想，如能實現(xiàn)，將開創(chuàng)無碳冶金新路徑，蘊含當(dāng)下節(jié)能減排和未來太空資源原位利用的重大需求，因而得到了工業(yè)界、美國軍方和NASA 的持續(xù)支持。超高溫熔融氧化物電解（MOE） 技術(shù)，對裝置材料、電極材料無疑是巨大挑戰(zhàn)，難度極大。MIT 雖歷10 余年研究，取得了若干進(jìn)展，但始終未能得到液鐵和液鈦產(chǎn)物。2006 年初，我受國家留學(xué)基金資助，赴Sadoway 課題組訪問研究，在半年時間內(nèi)建立了超高溫電化學(xué)實驗裝置，篩選了可穩(wěn)定工作的惰性陽極并成功制得了首塊液鐵，沒幾天MIT 主頁和New Scientist 作為焦點新聞對這一突破進(jìn)展予以了特別報道，得到了項目資助方美國鋼鐵協(xié)會和NASA 的充分肯定以及Sadoway 教授的信任，同時提升了我們的學(xué)術(shù)自信。2008 年，Sadoway 又力邀我回美參與熔融氧化物電解制備液鈦技術(shù)的工業(yè)化研發(fā)。在多次合作中，我們建立了良好的關(guān)系和深厚情誼。之后，我介紹和推薦了近10 名中國學(xué)者/ 學(xué)生加入Sadoway 研究團隊從事高溫熔鹽電化學(xué)材料制備和大規(guī)模儲能電池研究，他們當(dāng)中大部分人已回國效力并成為各高校材料電化學(xué)研究的骨干力量和學(xué)術(shù)帶頭人，3 人入選“青年千人”計劃。我為他們?nèi)〉玫尿溔顺煽兌吲d！

人物簡介

    汪的華，武漢大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，國家杰出青年科學(xué)基金獲得者，科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。現(xiàn)任資源環(huán)境學(xué)院材料與環(huán)境電化學(xué)實驗室主任、湖北省資源與能源可持續(xù)利用技術(shù)示范型國際合作基地負(fù)責(zé)人、省創(chuàng)新群體負(fù)責(zé)人。兼任中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會常務(wù)理事、青年工作委員會主任、湖北省暨武漢腐蝕與防護(hù)學(xué)會副理事長，擔(dān)任《中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報》、《腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)》等期刊編委和國家自然科學(xué)基金學(xué)科評審組專家。