張雅慧

飛機(jī)被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)的“皇冠”，而航空發(fā)動(dòng)機(jī)則是“皇冠上的明珠”，是衡量一個(gè)國(guó)家綜合科技水平、科技工業(yè)基礎(chǔ)實(shí)力和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的心臟，目前在國(guó)際上，只有美法英這3個(gè)國(guó)家獨(dú)霸商用航發(fā)最先進(jìn)的核心技術(shù)，在這個(gè)領(lǐng)域要獲得話語(yǔ)權(quán)，我們就要自主研發(fā)先進(jìn)的商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)。另外一方面就是“中國(guó)芯”，也就是集成電路，目前我們國(guó)家很多核心芯片還依賴于進(jìn)口，關(guān)鍵與核心的設(shè)計(jì)（EDA）及制造主動(dòng)權(quán)也不在我方。如果我們?nèi)鄙龠@兩項(xiàng)核“心”技術(shù)，也就是大飛機(jī)的心臟和中國(guó)芯，就無(wú)法做到中國(guó)強(qiáng)。而上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院微納電子學(xué)系高級(jí)工程師段力的科研理想和從事的科研工作，就與這兩個(gè)“心”有著密切的聯(lián)系。

這兩個(gè)“心”分屬于兩個(gè)不同學(xué)科。實(shí)際上，段力自大學(xué)以來(lái)專業(yè)一直是半導(dǎo)體與集成電路。1980—1987年，段力從清華大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)獲學(xué)士和碩士學(xué)位后，就前往美國(guó)繼續(xù)攻讀微電子博士學(xué)位，畢業(yè)后一直就在硅谷LSI和AMD工作，2012年才回到國(guó)內(nèi)。因?yàn)榭吹搅宋⒓{技術(shù)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)學(xué)科交叉的機(jī)遇，所以段力才投入精力進(jìn)行這項(xiàng)以“應(yīng)用為導(dǎo)向”的預(yù)研，即用微納技術(shù)研發(fā)航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部高溫測(cè)量的MEMS薄膜高溫傳感器。深入兩個(gè)學(xué)科的交叉研究，必須要先“補(bǔ)課”。這是一項(xiàng)“從0到1”的突破，近10年來(lái)，段力和他的團(tuán)隊(duì)與研究生們一路走來(lái)，一步一個(gè)腳印地探索、攻堅(jiān)，最終交出了一系列漂亮的答卷，走出了一條具有中國(guó)特色的航空發(fā)動(dòng)機(jī)智能化創(chuàng)新之路。

砥行探索

——航空發(fā)動(dòng)機(jī)的智能化

隨著人工智能（AI）技術(shù)的普及，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的智能化成為未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向。在段力看來(lái)，20世紀(jì)的航空航天追求的是“強(qiáng)”，但在21世紀(jì)的今天，這個(gè)關(guān)鍵詞是“智”。十年磨一劍，他們不斷潛心探索。為使航空航天技術(shù)變得更智能、更高效，他們?cè)谥袊?guó)航發(fā)集團(tuán)的大力支持下，實(shí)現(xiàn)了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片表面原位測(cè)量高達(dá)1600℃瞬態(tài)高溫表面溫度，取得了一系列自主創(chuàng)新成果，從無(wú)到有地建立了一整套航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫傳感器制造與測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)。段力和研究生利用交大?；盏膱D案在航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片集成表面制作薄膜型高溫傳感器，不僅美觀而且實(shí)用，還將“愛國(guó)榮?！钡男Ｓ?xùn)直接寫在了我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片上。值得一提的是，2017年，段力團(tuán)隊(duì)首次以電氣與電子工程協(xié)會(huì)IEEE會(huì)員身份“打入”美國(guó)航天航空學(xué)會(huì)（AIAA）領(lǐng)域的年會(huì)，自那時(shí)以來(lái)段力團(tuán)隊(duì)每年在AIAA上都有論文發(fā)表。能夠讓航空航天領(lǐng)域認(rèn)可電力電子領(lǐng)域的工作，可見段力所取得的科研成果是多么可圈可點(diǎn)。

立足國(guó)情

——?jiǎng)?chuàng)新發(fā)展電力航空

中國(guó)制造，當(dāng)以創(chuàng)新為魂。縱觀人類發(fā)展歷史，創(chuàng)新始終是一個(gè)國(guó)家、一個(gè)民族發(fā)展的重要力量。在段力看來(lái)，中國(guó)航空領(lǐng)域的科研技術(shù)創(chuàng)新，仍需要立足于社會(huì)發(fā)展的大背景而展開。

21世紀(jì)是電氣化帶動(dòng)的世紀(jì)，電動(dòng)汽車已經(jīng)逐步開始替代燃油汽車，這不僅歸功于技術(shù)的力量，而且歸功于我們國(guó)家體制的優(yōu)勢(shì)，可以由政府強(qiáng)力推行更科學(xué)合理、更綠色環(huán)保的技術(shù)來(lái)替代落后的、不可持續(xù)能源的動(dòng)力出行方式。中國(guó)在電動(dòng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，也可以走出屬于自己的創(chuàng)新道路來(lái)。從必要性來(lái)講，“打得一拳開，抵過(guò)百拳來(lái)”。研發(fā)電航發(fā)是一種彎道超車，可以規(guī)避傳統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)很多技術(shù)壁壘;從可行性上看，我國(guó)在永磁電機(jī)、高能密電池技術(shù)尤其在體制上均處于世界領(lǐng)先和優(yōu)勢(shì)地位。在電動(dòng)航空這個(gè)新興領(lǐng)域，我國(guó)有望與發(fā)達(dá)國(guó)家并駕齊驅(qū)，走出一條具有中國(guó)特色的電力航空新路。段力和團(tuán)隊(duì)目前在著重研發(fā)永磁電驅(qū)動(dòng)輪緣驅(qū)動(dòng)噴氣機(jī)與先進(jìn)的航空電源整合技術(shù)，這又是一條創(chuàng)新之路、一個(gè)從“0到1”發(fā)展的領(lǐng)域，在段力看來(lái)，這條路是未來(lái)航發(fā)“非常值得走”的路。

孜孜不倦

——鍛造與培養(yǎng)國(guó)之大器

2014年，學(xué)校創(chuàng)新性地創(chuàng)建工科大平臺(tái)，從一開始，段力便參與了學(xué)科建設(shè)。工程學(xué)導(dǎo)論課程探索性很強(qiáng)、沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)教材，段力通過(guò)幾年教學(xué)積累的摸索與積淀，撰寫了《工程導(dǎo)學(xué)》一書。這本書整合上海交大船材機(jī)電四大院的工程學(xué)共性。書中首次提出，工程學(xué)是科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)人文學(xué)的有機(jī)結(jié)合，工程學(xué)包含做人和做事、缺一不可。此書提取工程學(xué)共性的精髓與方法，幫助學(xué)生從高中態(tài)→大學(xué)態(tài)過(guò)渡，從約束空間→自由空間、從被動(dòng)學(xué)習(xí)→自主學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化?！豆こ虒?dǎo)學(xué)》指出工程學(xué)不僅需要“知識(shí)就是力量、團(tuán)結(jié)更是力量”，還需要做好事、做對(duì)人。在段力看來(lái)，工程學(xué)就是科技·人文·白日夢(mèng)的結(jié)合。

段力直言，自己回國(guó)教書之后，才越來(lái)越體會(huì)到教學(xué)中蘊(yùn)藏著巨大學(xué)問(wèn)。在他看來(lái)，教學(xué)和科研是雙翼，缺一不可。沒(méi)有科研的教學(xué)如無(wú)源之水，而沒(méi)有教學(xué)的科研很像是實(shí)驗(yàn)報(bào)告沒(méi)有外延。教育不僅要學(xué)會(huì)教、而且要懂得育;科研不僅要能做出來(lái)，也得會(huì)說(shuō)出來(lái)。在與90后、00后多年的互動(dòng)中，段力也能深切感受到新一代學(xué)子在尋夢(mèng)路上的迷茫。通過(guò)這幾年研導(dǎo)的經(jīng)歷，他又與交大出版社合作編撰了《讀研葵花寶典》一書，整合了導(dǎo)研的體悟，從讀研的視角，通過(guò)具體過(guò)程和案例，講解了建筑“外功”（能畢業(yè)、找工作）的武功秘籍，也幫助研究生培育“內(nèi)功”（夢(mèng)想與激情），充分把握在研光陰，更好融入祖國(guó)與世界的廣闊天地。

“夢(mèng)在前方、路在腳下、我在路上”?；厥走^(guò)往，段力一直以清華大學(xué)“自強(qiáng)不息，厚德載物”，交通大學(xué)“飲水思源，愛國(guó)榮?！钡男Ｓ?xùn)鞭策與激勵(lì)自己，心懷感恩、砥礪前行。展望未來(lái)，他將繼續(xù)耕耘，繼續(xù)開花結(jié)果。把航發(fā)傳感、輪緣驅(qū)動(dòng)、3D高能密超電容3個(gè)智能航發(fā)項(xiàng)目做大做強(qiáng)。在教育層面，把修齊治平、格物致知、知行合一中國(guó)傳統(tǒng)教育觀與實(shí)際教育活動(dòng)結(jié)合起來(lái)。在段力看來(lái)，自1949年開始，中華民族經(jīng)歷了從站起來(lái)到富起來(lái)、強(qiáng)起來(lái)的轉(zhuǎn)變，中國(guó)強(qiáng)不光是物質(zhì)強(qiáng)，更是精神上的強(qiáng)大，中國(guó)人素質(zhì)的強(qiáng)大是正確的中華民族教育觀，以前的清華之志是“強(qiáng)國(guó)富民”，未來(lái)的清華之志是“富國(guó)強(qiáng)民”。

專家簡(jiǎn)介

段力，上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院微納電子學(xué)系高級(jí)工程師，于1985年、1987年獲清華大學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位。1998年在美國(guó)喬治梅森大學(xué)獲博士學(xué)位，后在硅谷工作。2013年回國(guó)加入交大MEMS團(tuán)隊(duì)，與中國(guó)航發(fā)商發(fā)共同研發(fā)航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄膜高溫傳感器，并擔(dān)任項(xiàng)目主持人，取得的相關(guān)成果發(fā)表了大量學(xué)術(shù)論文，并多次參加國(guó)際會(huì)議;教學(xué)方面，承擔(dān)集成電路工藝學(xué)、工程學(xué)導(dǎo)論課程與研究生培養(yǎng)，在這3個(gè)領(lǐng)域分別撰寫了《集成電路工藝制造》、《工程導(dǎo)學(xué)》和《研究生導(dǎo)學(xué)》3本教科書。

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