記腐蝕科學與工程耕耘者韓恩厚：化腐朽為神奇

　　4月24日是第六個“世界腐蝕日”。當天，遼寧省科學技術館迎來了一場以“走進腐蝕世界 營造健康生活”為主題的世界腐蝕日科普活動。

　　此前不久，在加拿大舉辦的世界腐蝕組織（WCO）全體會員代表大會上，中科院沈陽分院院長、中科院金屬所研究員韓恩厚當選WCO主席，成為該國際組織歷史上首位華人主席。

韓恩厚

　　韓恩厚在2016年國際腐蝕工程師協會（NACE International）上獲得了世界腐蝕科學領域的最高獎——Willis Rodney Whitney獎，成為獲此獎項的首位華人科學家。

　　梅花香自苦寒來。腐蝕科學是一門比較古老的學科，但是對國人來說卻較為陌生。實際上腐蝕卻與國計民生息息相關，在國際科學界也倍受重視。韓恩厚能夠當選WCO主席并獲獎，意味著中國的腐蝕科學與工程研究已經躋身世界前列。

　　被人忽視的腐蝕之害

　　對于很多人來說，腐蝕科學是一個比較陌生的字眼。那么，腐蝕到底有什么危害呢？或者說，研究腐蝕科學對人類有哪些幫助呢？

　　腐蝕是由材料與環境之間發生的化學與電化學反應造成。相關數據顯示，由于腐蝕問題付出的成本（通常人們稱為腐蝕損失）在各國每年的GDP中平均約為3.4%，而中國約達到5%的比例。

　　2015年，中國的國內生產總值達到67.67萬億元人民幣，“也就是說，按照5%估算，去年我國因為腐蝕問題付出的成本超過3萬億元，這是一個相當驚人的數字。”韓恩厚向《中國科學報》記者介紹。

　　“舉個最簡單的例子。當年三峽大壩修建時，選擇用什么樣的混凝土材料很重要。因為它需要長期浸沒在土壤之中，會被不斷腐蝕。如果選擇的材料不到位，就有可能影響大壩的安全。”韓恩厚表示，我國腐蝕界的老科學家們早就在三峽等地埋下了不同的混凝土材料，每過一段時間（如2～8年等），科研人員會去當地記錄腐蝕數據。故此，在修建大壩時，中國的腐蝕科學研究者發揮了重要作用。

　　來自國際組織的認可

　　既然腐蝕的危害性如此之大，那么國際上有沒有相關的組織進行專門的科普、呼吁工作呢？

　　WCO就是這么一個組織。它是經過聯合國認定的非政府組織，其使命是推動和促進腐蝕控制的教育和實踐，為取得社會效益與經濟效益、節約資源、保護環境作貢獻。那么，對于該組織未來幾年的工作，韓恩厚有哪些設想呢？

　　“首先，我們希望結合世界腐蝕科學家的力量，加大科普力度，增加政府、商業組織、民眾對腐蝕的重視程度。其次，我們希望圍繞腐蝕對水體、土壤的污染編寫相關的白皮書，推動形成全世界可供參考的標準化應對腐蝕的模板。此外，我們也希望建立腐蝕領域的世界范圍內的專家庫，方便為政府決策、重大工程的安全保障提供參考，同時也希望能夠加快推動腐蝕領域相關標準的出臺。”韓恩厚表示，WCO將圍繞盡量減少腐蝕對國民經濟、人類健康、生態環境造成的損失來進行。

　　“新官”上任，目前韓恩厚的工作十分忙碌。每個月都要和WCO的人員進行越洋電話溝通，并撰寫相關報告。

　　持續不斷的突破

　　中科院金屬所的一個重要研究方向就是材料腐蝕尤其是金屬材料的腐蝕研究。作為國家金屬腐蝕控制工程技術研究中心主任、中科院核用材料與安全評價重點實驗室主任，韓恩厚為金屬所的這支強大腐蝕團隊感到驕傲。在此前由中科院組織的國際專家評估中，金屬所被評價為世界上最大、同時也是世界一流的防腐蝕研究機構。

　　“在讀碩士時，我就和防腐蝕結下了不解之緣，如今在這個領域已經有30多年積淀。”韓恩厚表示，自己的科研生涯基本都與腐蝕科學與工程相關。

　　1997年前后，納米科學方興未艾，當時在麻省理工學院任職的韓恩厚就敏銳地注意到了它的前景。回國后經過潛心研究，在材料與結構的腐蝕控制技術方面，他成功研發出納米復合涂料，可以大幅度提高傳統防腐蝕材料的性能，已授權發明ZL32項，“納米氧化物濃縮漿與納米復合涂料”榮獲國家技術發明獎二等獎，該技術目前已經在國內飛機的關鍵構件上得到了大批量使用。在遠洋運輸的大型船舶上，比如40萬噸級的油輪甲板上，也已經成功用上了韓恩厚團隊的這項技術。

　　“我們研發的納米復合涂料目前也應用于電網系統，通過南北多地的驗證，證實對極端天氣的腐蝕災害可起到有效防護，目前正待進一步推廣。”韓恩厚說。

　　韓恩厚的另外一項有關鎂合金防護的技術，也在國內外頗有影響。鎂合金因為其比重極輕和資源豐富，被視為一種非常有前景的材料，但它本身極易被腐蝕，成為影響其規模應用的關鍵瓶頸。韓恩厚團隊的技術，可以有效降低鎂合金材料的腐蝕，被美國評價為全世界最佳。在此前嫦娥工程中，已經有數百個部件用到鎂合金，而這些構件中所有的防腐蝕技術，都是由韓恩厚團隊來完成。這項技術目前也已經在民用汽車領域得到大規模應用，裝車數百萬輛。

　　在工程結構的服役安全評價與壽命評估預測方面，韓恩厚也頗有建樹。依托于建立的強大的腐蝕數據庫，加上精確地建立了實驗室加速試驗方法并提出腐蝕損傷動力學模型，能夠有效計算出某種材料在實際服役環境下的腐蝕情況。“我們的工作有點像算命先生，不過不是給人算命，而是給各類材料結構尤其是金屬材料結構算命，有時候還要延長其使用壽命。”韓恩厚說。

　　近些年來，隨著國家對于能源問題的重視，核電發展大幅度加速，也由此帶來了大眾對于核電安全的擔憂。韓恩厚緊跟國家的戰略需求，將科研的重點也轉向核電材料的研發領域。

　　“目前國際上都公認，材料問題是影響核電安全的最主要因素。要想核電站安全運行，選擇安全、可靠、耐腐蝕的核電材料并掌握其長期服役損傷規律至關重要。”韓恩厚介紹，過去10余年來，他的團隊潛心于核電材料的腐蝕行為分析，也幫助核電站作安全性評價與壽命分析，獲得授權發明ZL20多項，很多方法都是全世界獨一無二的。

　　2015年，大亞灣核電站找到韓恩厚團隊，希望他們在核電站部件的安全評價方面提供指導和幫助。經過努力，韓恩厚團隊最終完成了該核電站核島內部關鍵結構的損傷分析、安全評價與壽命預測，得到對方與國家核安全局的高度認可和好評，被認為是“首次由中國人自己牽頭完成對大型商用核電站核島內關鍵結構的評估”。

　　韓恩厚希望，未來全社會對于腐蝕造成的危害能夠有足夠的重視，“但目前的問題是，在很多大公司里，都找不到腐蝕工程師的影子，這不能不說是一種遺憾。理想的狀態是無論在設計院，還是在建設過程以及使用維護中，都應該有腐蝕專業工程師。”

①②納米復合涂料目前已經應用于電網系統。

③可降解鎂合金骨內固定器件——骨釘

　　圖片來源于中國科學院金屬研究所網站