一个人一生从事科研不容易,但如果始终在一个领域默默无闻地工作,更不容易。他的研究成果相继用于国防和国民经济建设,创造了约320亿元的经济效益和显著的社会效益,为我国含能材料的发展做出了重要贡献。

凭借进入科研领域40余年来卓越的研究成果,他曾获得两次国家发明奖和省部级科技进步奖。荣幸的评选为国家级有突出贡献的青年专家,教育部跨世纪人才,并在2005年获得何梁何利奖,第九届科学中国人(2010)年度人物等殊荣。

他就是含能材料与阻燃材料专家,北京理工大学材料学院刘吉平教授。

我国装备的第一个燃料空气弹药;我国装备的第一枚重型燃烧炸弹;我国装备的第一个强光致盲弹等,均是刘吉平的科研成果,这些成果均在抗战胜利70周年阅兵和建国65年阅兵式亮相。因此,他被誉为中国云爆弹之父,也是中国强光致盲弹之父,为我国和全球反恐和维和做出了重要贡献。

他被评为2015年度中国科技创新先进个人;2015年中国科技创新发明成果;2015年获得公安部科学技术二等奖(第一完成人)。

研制某超高能炸药于2015年已用于某导弹装药;

主持研制的α-三氢化铝项目,已在河南某企业实现产业化,并建成了年产10吨的生产线,2017年已通过验收,生产的产品纯度达99.5%,产品可广泛用于高能推进剂和高能炸药。

2015年度被Springer出版公司聘《含能材料系列著作》主编,他撰写了世界上第一本《Liquid Explosives》和《Nitrates Chemistry and Technology》及撰写的《液态燃爆物》2017年由科学出版社出版。

刘吉平教授在含能材料与阻燃材料科研领域所做出的贡献,为我国实现“中国制造2025”,迈入制造强国的行列打下了坚实的基础。

“无损分离”开创弹药制造开源节流新纪元

刘吉平教授提出无损分离理论,用于无损分离退役火药综合利用及茎杆植物纤维素制造火药。无损分离退役火药使之得到综合利用,实现火药生产-储备-使用-回收良性循环。

20世纪80年代后期,大量储存到期的退役火药处理已成为困扰各国军工界难题。对退役火药,国外采用沉入海中或改为有机肥及硫化床焚烧等方法处理,我国则用野外焚烧法处理,既浪费资源又污染环境,且极不安全。刘吉平发明了退役火药综合再利用新方法,于1989年付诸实施,经20多年生产至今仍被军工企业采用,效益达119.5亿元。该成果1991年获军队科技进步一等奖、国家发明二等奖。1991年,他在第17届国际火炸药学术会议上作“Safety Utilization of Out-of-Service Single Base Propellants”大会特邀报告,引起德、美、俄、法等国与会学者高度重视。

刘吉平教授表示,“根据无损分离理论,可以退役分离出火药中的过期成分,直接生产新火药。”

基于胶体化学、溶剂理论等原理,刘吉平建立了快速分离退役火药中过期成分的分子输运模型和退役火药在特定溶剂中药型等体积溶胀动力学模型,发明了特种溶剂,分离出过期成分,保持药型和能量无损,得到纯粹半胶态硝化纤维素直接生产新火药。

“粒状硝化纤维素无损有序降解、可控有序脱硝,用作民用硝化纤维素。”刘吉平教授指出。

退役火药聚合度高、氮含量高,不适合作民用材料,且半胶态硝化纤维素的降解和脱硝为国内外研究空白。刘吉平提出粒状硝化纤维素无损降解机理,发明了降解剂,使半胶体表面无损松弛,形成等面微孔,利于内层分子疏运,通过反应温度和时间来控制分子量;还发明了特定的脱硝剂和催化剂,实现粒状硝化纤维素无损可控有序脱硝,由此获得民用硝化纤维素。

2016年在美国第251届化学会上再次报道了从上世纪80年代至今在退役军事装备的综合利用研究最新进展,得到了全球相关专家的好评。

“通过无损分离茎杆植物中纤维素制造火药,能使茎杆植物成为制造火药的第四类原料 。”刘吉平教授如是说。

1845年瑞士化学家舍恩拜发明了棉花制造火药沿用至今;二战中后期,德、美、加、苏等国发明了三酸二碱法提取木材中纤维素制造火药。上世纪70年代,刘吉平发明了预水解从龙须草中高效分离提纯纤维素新方法,解决了分离过程中纤维素结构易损难题,所提取纤维素结构和形态无损,甲种纤维素含量达95%以上。

刘吉平教授又完成了用棉杆和竹子为原料制火药的研究并定型装备。上述研究构成茎杆植物纤维素制造火药系列,扩展火药制备原料来源,使茎杆植物成为继棉花、针叶树、甘蔗渣后第四类制备原料。该成果1978年获贵州省科学大会重大贡献奖和昆明军区科技成果一等及二等奖。

用该法提取纤维素制造无烟火药于1979年生产定型,用于对越自卫还击战;该产品占有率达硝化棉火药的20%,获发明专利。

“软杀伤”+“维稳”构建和谐社会

随着历史的发展,时代的进步,人类社会已经步入了一个科技创新不断涌现的重要时期,在世界新科技革命的推动下,知识在经济社会发展中的作用日益突出,科技创新越来越离不开知识的积累。科技领域的探索与创新,是21世纪的主旋律,是我国应对未来挑战的重大选择,是统领我国未来科技发展的战略主线,是实现建设创新型国家目标的重要途径。

刘吉平教授是我国软杀伤新概念弹药的最早提出人之一。他将纳米级球型铝粉与增光剂结合?制成了强光致盲剂开展了在高温、高压激励条件下,可燃材料实现分子翻转、电子能级跃迁而发强光的机理研究,所研制成的某强光致盲剂的各向同性光强达到了国际领先水平,研制成的强光致盲弹已装备定型并生产数万。

由他研制的某型燃料空气炸药,能量超过了美国、俄罗斯的同类产品,在我军多个产品上得到装备应用;研制的某型高能炸药已在某新型航空炸弹中应用;研制的某新型航空燃烧炸弹已定型服役,解决了挂壁垂直燃烧等难题。

这些成果在实际中的应用,不仅有重大的社会效应,而且经济效益明显。为此,他曾先后荣获总后勤部科技攻关奖和总装备部“九五”科技攻关奖。

在阻燃防火材料与社会公共安全方面

刘吉平教授先后开展了新疆蛭石和云南蛭石防火材料的研究,发明了不燃无机粘结剂,使无机材料的强度和成型等的问题得到了妥善解决。该项成果获得4项国家发明专利,经过10年的推广应用,已在全国建成7条蛭石防火板生产线,总产值达62.1亿元。在北京奥运会、上海世博会、中央电视台、北京国贸三期等场馆应用,大量销往台湾、韩国、日本、欧洲及东南亚各国。并被广泛用于军事、航空航天、建筑、医疗、交通、航海及工业制造等领域。

为了国家的进步和发展,刘吉平教授默默耕耘着,将自己的全部心血都用在了科研领域,他将自己的科学研究延伸至城市安全工程领域,在安全卧具研究、阻燃多功能纤维研究、单兵防护方面的研究中,采用纳米技术先后开展的阻燃抗滴落PET纤维和阻燃、抗滴落、抗菌、抗辐射PA6多功能纤维及其织物研究,解决了化纤易燃和融熔滴落等世界前沿领域中的难题,不仅产品性能可与杜邦公司的相似产品媲美,同时还实现了产品多功能的特点。

另外,他研制的扑火作战服及装具,已在部队广泛应用,这种产品不仅在军需装备上得到了应用,而且在民用防火材料方面也得到了广泛的应用。此外,他合成的多个无卤阻燃剂,不同程度地得到了应用。

该项目的实施意义重大,有效缓解了城市防火压力,为城市安全做出了突出贡献,2009年获北京市技术发明二等奖。反恐维稳材料系列技术装备研究获2010年度中国商业联合会科学技术奖、全国商业科技进步一奖;玻化微珠浇注发泡聚氨酯墙外防火复合保温板技术获第三届中国商业联合会服务业科技创新奖二等奖。超大型玻璃钢管制造技术,解决了远距离输海水的难题及制造技术上的难度,2011年度中国商业联合会科学技术特等奖。

桃李芬芳巩筑我国国防

在专心科研工作的同时,刘吉平教授始终站在人才培养的教学科研第一线,把教学、科研与社会服务结合起来,不断提高教学质量和科学研究水平以及社会服务效果,以较高的学术水平影响、感染学生,为推动我国材料学前沿研究与应用培养了大批人才。长期以来,他把教学、科研与社会服务结合起来,不断提高教学质量和科学研究水平以及社会服务效果,以较高的学术水平带动和感染学生。

结合自己的科研成果,他专门撰写了10多本高质量的科学技术著作,其中《纳米科学与技术》受到师昌绪院士的高度评价:“该书提出了很多新观点和新思维,是一部有价值的科学著作。”同时也受到了台湾清华大学林鸿明先生的高度赞扬,并在香港和台湾地区出版。《Liquid Explosives》在全球引起了同行的反响。

他还承担了“软杀伤弹药导论”、“炸弹理论及装药技术”、“聚合物粘弹性力学”、“爆炸成型加工技术”等硕士、博士学位课程的教学工作,其中“纳米科学与技术”被评为2004年北京理工大学优秀精品研究生课程。先后培养100余名研究生,为推动我国材料学前沿研究与应用起到了深远的意义。

多年来的孜孜以求,多年来的无私奉献,刘吉平将所有的青春热情都挥洒在了材料科学研究领域,为推动我国材料高新技术的快速发展打下了良好的基础。在材料创新领域锐意进取,一路前行,刘吉平无怨无悔。

实现中国制造2025,不仅需要创新型人才,而且更需要向刘吉平这样的资深科学家。中国已经具有非常坚固的制造业基础,可以很快地完成这种转变,所以问题并不在于中国是不是具有这种转变的能力,而是需要一个过程。在千千万万个刘吉平的努力下,从根本意义上来讲,中华之崛起指日可待。

刘吉平教授和博士研究生在某实验靶场