■“國之大者·科學家”系列
“一個國家、一個民族，要想在世界上真正立足并赢得國際社會的尊重，必須占據高科技領域的陣地，一定要把核心技術掌握在自己手中。”中國工程院院士、西安交通大學精密工程研究所所長蔣莊德說。
多年來，蔣莊德心懷“制造強國”目标，夙興夜寐，埋頭苦幹，幾十年如一日緻力于微納制造與先進傳感技術、精密和超精密加工與測試技術及裝備等方面的研究，在高端MEMS傳感技術及核心芯片、數字化精密測量與超精密加工技術及裝備的工程科技領域取得了突出成就，在微納米技術相關基礎理論和生物檢測技術及儀器等方面開展創新性研究。他先後獲得國家技術發明獎二等獎2項、國家科技進步獎二等獎2項，并榮獲2014年何梁何利基金科學與技術進步獎、2017年首屆全國創新争先獎和2020年第十三屆光華工程科技獎。
“現在回過頭來看，開始做的那些基礎性研究非常重要”
20世紀90年代初，MEMS（微機電系統）和納米技術成為世界高新科技競争的制高點。
“當時，美國通過半導體工藝做出矽基的靜電式微電機，這是一個劃時代的變革，給了我很大的震動。傳統制造模式中，機電産品由分離式器件組裝而成，存在一定的加工周期，而通過半導體工藝，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。正是敏銳地意識到了這一發展趨勢以及其廣闊的前景，1993年，他率先向學校提交了《關于立即開展納米技術和微型機械研究的報告》，請求盡快開展這方面研究。
作為機械、電子等學科的交叉領域，MEMS和納米技術研究當時在國内屬于新興領域。開展這項研究，他們沒有任何基礎，基本處于無資金、無人員、無專業實驗室的“三無”狀态。當時，在科研經費緊張的情況下，學校撥了兩萬元錢作為啟動資金，支持蔣莊德開展探索性研究。
那是一段難忘的艱苦歲月。蔣莊德花了8000多元從微電子企業購置了5台二手設備，把辦公室窗戶用黑布一蒙，搭了一個簡易暗室，帶着幾個研究生就幹了起來。面對這一陌生領域，他們從最底層、最基礎的研究做起，邊學邊做，每天除了上課就泡在實驗室，在非常有限的條件下，一遍遍反複實驗。也是從那時候開始，蔣莊德開始了和姚熹院士團隊近30年的合作。為研制MEMS器件，經常在姚熹院士團隊30平方米的超淨實驗室一做就是一兩個月，最終成功研制出分度圓直徑為300微米的矽基漸開線齒輪和陣列式矽微傳感器。
随着研究前景的日漸明晰，蔣莊德獲得了越來越多的支持。1995年，團隊從中科院化學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50平方米的超淨實驗室。随後，在學校的支持下建成了當時國内高校最大的3000平方米超淨實驗室。實驗室硬件建設的改善提高，令蔣莊德在MEMS和納米技術領域的研究如虎添翼。
2000年，國家“863”計劃先進制造技術領域預研項目001号“耐高溫壓力傳感器”面向全國招标，蔣莊德團隊從8家競标科研單位中脫穎而出。項目研究過程中，他們開創性地将矽隔離技術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。一年後，項目順利通過驗收，并獲得科技部高度認可。後來，科技部的相關重點項目就交由蔣莊德團隊領銜。一些國家重點、重大項目和企業界的任務也接踵而來。
十年蓄力，一朝薄發。在突破了一系列技術難題之後，蔣莊德帶領團隊開發了具有自主知識産權的MEMS耐高溫、耐高壓、高過載、超高g值和集成傳感器等系列産品，不僅打破了國外的技術封鎖與壟斷，而且很多項目成果實現了産業化，廣泛應用于航空航天、兵器、船舶、石化等不同領域。
曆經20多年的不懈攻關，蔣莊德終于在國内率先将MEMS傳感器技術推向工程應用，實現了從“零的突破”到高端領跑，從而踏上了發展的快車道。他将這段曆程形象地概括為“十年基礎、十年應用、十年上規模發展”。他欣慰地說：“現在回過頭來看，開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基礎，才有了後面的快速發展。”
憑着這種咬定青山不放松的韌勁和奮鬥精神，多年來，蔣莊德帶領團隊，堅持面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，不斷向科學技術的廣度和深度進軍，科研工作卓有成效。
2019年底，新冠肺炎疫情暴發。實時熒光PCR核酸檢測被世界衛生組織和多個國家确定為新冠肺炎病例确認、疑似排除和出院的依據。但是，一直以來，核心技術被“卡脖子”是PCR儀器國産化難以逾越的鴻溝。關鍵時刻，蔣莊德團隊在國家重大科學儀器專項的支持下，攻堅克難，研制出具有自主知識産權的國産新型實時熒光定量PCR儀，并實現産業化生産，打破了我國此類高端儀器設備完全依賴進口的局面。
據統計，30多年來，蔣莊德帶領團隊開展MEMS傳感器與核心芯片及其系列器件、納米計量技術與納米器件、精密超精密加工技術及裝備、精密測量技術及裝備、生物檢測技術及分子診斷科學儀器等方面的研究，先後承擔國家和國防各類重大重點項目及其他省部委科研項目數百項。團隊共獲得國家技術發明獎二等獎3項，國家科技進步獎二等獎3項，省部級獎項30餘項，發表論文1300餘篇，授權發明專利340餘項。
“做學問、搞科研切忌跟風，要經得起各種‘熱鬧’幹擾”
上學至今，蔣莊德大半生的時光基本在西安交通大學度過。這所20世紀中葉響應祖國号召從上海西遷而來的著名高校，60年來紮根西部，赤誠報國，所形成的“胸懷大局，無私奉獻，弘揚傳統，艱苦創業”的西遷精神，以及“起點高、基礎厚、要求嚴、重實踐”的育人傳統，對蔣莊德産生了深刻影響。
特别值得一提的是，蔣莊德就讀的交大機械學科成立于1913年，底蘊深厚，“大咖”雲集，先後培養出了錢學森在内的30多位兩院院士。西遷以來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6位院士，校内外傳為佳話。其中，屈梁生、盧秉恒和蔣莊德3位院士更是出自同一教研室，曾在一起親密工作多年。
提起曾經的老師和同事，蔣莊德語氣分外敬重，娓娓道來：董樹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标準；趙卓賢教授在機械加工表面形狀和位置誤差方面的研究國内領先；屈梁生院士是我國機械故障診斷學的奠基人，也是将信息學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域的奠基人和領軍人物，與蔣莊德曾同在一個課題組、同住一棟樓，還一同在濟南第一機床廠開發超精密車床，一起工作3年，相互鞭策，情誼深厚……
尤其令蔣莊德印象深刻的是，當年學校對青年教師上講台的要求很高：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”，包括闆書、講話的頻率、聲調的高低，公式推導的步驟等各個方面，都必須達到要求，過關後才能做助教，再鍛煉一段時間方能正式登台授課；自西遷以來，凡進入精密度量實驗室，“穿白大褂，先打掃幹淨衛生，戴上白手套，再開始做實驗”的規矩成為所有新老教師的行動自覺，沒有一個人搞特殊。老師們在學術上是嚴厲的，但提攜後輩則溫煦如春，不遺餘力。蔣莊德還清楚地記得，當年他邀請屈梁生院士做自己首個博士生答辯委員會主席，以嚴格著稱的屈先生對于學生取得的成果持贊賞、鼓勵的态度，令原本忐忑不安的學生更加堅定了獻身科學的信心……在長期的學習和執教生涯中，這種崇德尚實、精勤育人的精神風範在蔣莊德身上打下了深深的烙印。
“做學問、搞科研切忌跟風，要經得起各種‘熱鬧’幹擾。隻有坐得住，才能立得穩。”蔣莊德經常這樣給團隊師生說。秉承“傳承、創新、融合”的科研思路，蔣莊德高瞻遠矚又腳踏實地，帶領團隊勇闖多學科交叉融合新路，堅持不懈開展創新性研究。回顧30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，建立了一個平台。”
蔣莊德團隊主要以微型機電子系統和納米技術、精密超精密加工這兩個方向的研究為主。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、先進制造等領域高溫惡劣環境下的壓力/加速度測量難題，打破了國外的技術封鎖和壟斷，引領和帶動了高端MEMS傳感器技術和敏感芯片的發展。他主持研制出國内首台1500mm大口徑非球面車磨複合機床，打破了國外的技術封鎖；主持研制出國内首台集齒輪、齒輪加工刀具、曲軸等複雜型面和回轉軸件檢測于一體的組合式精密測量儀器，成功替代了國外産品。除此之外，蔣莊德團隊在PCR聚合酶鍊式反應生物檢測儀器方面的研究已走在世界前列，納米測量技術方面的研究也獲批了多項國家一級标準物質和二級标準物質。近年來，他開始涉足的量子傳感、太赫茲、柔性電子等方向的部分研究也取得了較快進展。
“曆史告訴我們，落後、弱小、被動就要挨打。我們要在自己的研究領域内，主動對接航空、航天、船舶、兵器等國家重點領域和重要方向，努力尋求突破，盡己所能為國家做貢獻，這是我們每一個科技工作者的責任和義務。”蔣莊德說。
“既要有‘紮下去’的科學精神，也要有‘走出去’的戰略眼光”
“蔣老師做事認真嚴謹，精益求精，對重點項目的材料常常要求‘一個字不能多，一個字不能少’，言傳身教令人感動。”團隊成員李常勝說。作為學科帶頭人，蔣莊德非常注重在重大項目中鍛煉、培養青年人。
“畫好了道，你們隻管甩開膀子往前跑，不要有壓力和顧慮。”多年來，蔣莊德始終站在科技的最前沿，就像一名舵手，帶領着團隊在科研的汪洋大海中乘風破浪，行穩緻遠。
2014年，蔣莊德将一項國家973課題的科研任務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，擔心自己把事情搞砸了，就找蔣莊德請求換人。
“沒想到蔣老師鼓勵我不要怕，他說有時候困難恰恰可能是要突破的前奏，而一旦突破，肯定是有創新，會對未來發展産生重要影響。他的話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，發憤攻關，最終不僅成功申請到課題，而且還以“優秀”等級結題。此後，田邊的科研一直圍繞着高溫薄膜傳感器堅持做下來，以出色成績入選國家級人才計劃。
“科學家既要有‘紮下去’的科學精神，也要有‘走出去’的戰略眼光。”蔣莊德經常鼓勵團隊師生要學習國際前沿知識，拓展學術視野，想方設法送他們出國深造。
從讀碩士時算起，韋學勇教授跟随蔣莊德學習、工作已整整20年。提起2005年蔣莊德推薦他去英國伯明翰大學讀博士的情形，韋學勇至今曆曆在目，“當時我碩士畢業已在上海英特爾公司上班。我說老師您推薦我出去，我将來不一定會回咱們團隊來，我家在江蘇，還是想留上海工作。”沒想到蔣莊德不假思索地說：“沒事，不管你将來在哪兒工作，都是給國家作貢獻，我培養你也是為國家培養人才。”
韋學勇現任AG真人微納制造與測試技術國際合作聯合實驗室常務副主任。實驗室“聚全球英才而用之”，聚攏了海内外諸多頂尖人才，在國内外享有盛名。蔣莊德“扶上馬送一程”，創造各種機會和平台支持他專注做研究。2022年，韋學勇順利入選國家“萬人計劃”領軍人才。
“回國之前很多朋友都說會有很多不适應，我也有些擔心，沒想到很快就進入了狀态。這和蔣老師無微不至的關心，以及他‘幫人就是幫己’的管理理念密不可分。”今年春天，康城玮離開工作了9年的愛爾蘭，回國加入了蔣莊德帶領的團隊。康城玮感動地說，回來後蔣老師每次看到他都要聊幾句，從科研方向的推進到結婚買房，無不牽挂在心頭。而團隊中來自五湖四海的70多位同事，在遇到問題時總能擰成一股繩合力解困，相處得非常融洽。
“西安地處經濟不太發達的西北，怎樣才能吸引來海外優秀人才？就得靠平台、研究方向和研究團隊，要想方設法給他們創造和諧寬松、施展才華的空間。”蔣莊德說。現在他所帶領的團隊已有教授16人，副教授/副研究員23人。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、日本等國引進的優秀人才。
“團隊四五十歲的都在挑大梁，帶隊在一線沖鋒陷陣，近兩年引進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。如今，“當人梯”、提攜後輩早已成為他領導學科發展的重中之重，是他殚精竭慮的一項很重要的工作。“現在重點是培養30多歲的青年人，确保團隊可持續發展。”他說。
在系統開展有組織的科研的同時，蔣莊德帶領團隊還堅持把論文寫在祖國的大地上。蔣莊德說：“我們作為科技工作者，既要腳踏實地做好自己的工作，勇于攀登科技發展高峰，推動自主創新實現新突破。同時，也要努力讓自己的科技創新成果走出實驗室，将更多的‘科技之花’轉化為‘産業之果’，以造福社會、造福于民。”
來源：中國教育報
記者：馮麗