
罗迎社简介:博士,国家二级教授,博士生导师,国际流变学会唯一中国籍理事,中国科协全国性学会流变学科学术带头人,第二届中国流变学杰出贡献奖获得者,原中国力学学会、中国化学学会流变学专业委员会第五届主任,湖南省教学名师,省“121”人才工程第一层次人选,我校流变力学与材料工程研究所所长。图为2012年8月罗迎社教授(右一)出席在里斯本召开的第十六届国际流变学大会期间与组委会主席葡萄牙Joāo,M.,Maia教授(中)和原国际流变学会秘书长、加拿大多伦多大学David,James教授(左)合影。
记 者:罗教授您好!自从去年获知工程流变学湖南省重点实验室落户我校的喜讯,我们就一直想采访您,今天如愿以偿。感谢您在百忙之中接受我们的采访!您能否介绍一下流变学的定义以及流变学科的性质?
罗迎社:流变学是研究物质的流动与变形的科学。流变学科是一门介于物理、化学、力学、生物、医学、国防科学等与其他工程学科之间的边缘交叉学科。它来源于古希腊哲学家赫拉克利特斯的一句名言“ ”,意指“万物皆流”,我国释义为“一切皆流,一切皆变”,简称为“流变”。它符合辩证唯物主义的观点,即静止是相对的,运动是绝对的,世界处于永不停歇的变化之中。
记 者:那么,如何理解“边缘交叉学科”的含义呢?
罗迎社:比方说,流变学来源于哲学,却又用来指导理学和工程科学的研究,这也说明哲学是科学的科学。这是交叉的第一层含义。流变学是由哲学派生出来的,这也有边缘学科的含义。
又比方说,某个人患有心脑血管疾病,医院一定会为他进行血液流变学方面的血粘、血稠、血糖和血压检查,因为血液太粘稠,流动缓慢会导致疾病并危及生命。我们吃的食品如面包、巧克力等,太硬了啃不动,口感也不好;太软了会流走,不便于保存和储运。因此要进行食品流变学研究。有一种仪器称为质构仪,就是专门用于研究食品口感的。又例如,现在国家处于大建设大发展时期,到处都在修高速公路、高速铁路,于是就有很多高填方路堤,因此要开展岩土流变学研究,否则就会出现塌方、滑坡和沉降等灾难性事故。不管是金属材料还是聚合物材料,它们的成形加工都涉及到流动和变形,因此也涉及到流变学研究。火箭推进器所使用的燃料,不管是液体的,还是固体的,都是粘弹性物体,均要进行流变学分析和研究。这是边缘交叉学科的第二层含义。
作为边缘交叉学科的第三层含义可以这样去理解:我国现有两个全国性的流变学学科专业委员会,一个是隶属于中国力学学会、中国化学学会两个一级学会下的流变学专业委员会,另一个是隶属于生物物理学会一级学会下的生物力学与生物流变学专业委员会。并且这种划分是和国际接轨的。
记 者:您作为我校流变力学与材料工程研究所所长,请介绍一下流变力学与其它力学之间的区别。
罗迎社:力学有很多分支学科。例如,固体力学和流体力学。流体通常包括牛顿流体和非牛顿流体,例如水、空气、聚合物溶液和泥石流等都是清楚不过的流体;流体以外的便称为固体。然而,流变学通常不需要区分固体和流体,而统称为流变体。因为固体也在流动,只是速度不同而已。
理工科学生学过多门力学课程,各门课程的研究前提条件和目的均不同。比方说,弹性力学是研究应力在弹性极限以内的材料弹性变形行为,一旦去掉载荷或应力,材料马上恢复原状。材料力学主要是研究杆状材料的小变形问题;而结构力学则主要是研究由杆件、块体或壳体等部件组成结构的变形问题;他们均以弹性力学为基础,不需要考虑时间因素的影响。塑性力学虽然研究载荷超过屈服极限后的不可逆大变形问题,但假设载荷不再增加的话,塑性变形也不会再增加;同样没有计及时间因素的影响。然而,流变力学认为,即使载荷或应力保持不变,应变或变形也会随着时间的增加而增加,这种保持应力不变,应变随着时间增长而增长的现象称为蠕变,在土木工程学科称为徐变。在流变力学中时间被视为一种广义载荷。与此相对应的一个概念叫松弛,就是在变形一定的情况下,应力或载荷会随着时间的增长而不断减小。日常生活中,我们遇到的这种情况也不少见。例如,联接蒸汽管道的法兰盘上的螺帽拧紧后,过一段时间会松脱,每隔一段时间需要重新紧固,否则就会出现泄露。
同样一种物体,作用时间不同,将会表现出不同的物理性质。例如,水是一种流体;当小孩用瓦片或石片打水漂时,由于瓦片与水面接触时间足够短,瓦片所产生的作用力还来不及使水屈服,此时,水呈现出固体的弹性。
记 者:您作为国际流变学会唯一中国籍理事,能否简要地介绍一下国内外流变学研究的历史和现状?
罗迎社:这个命题较大,内容太多,我只能简单介绍一下,难免挂一漏万。1929年,美国率先成立了流变学会并创办了会刊。1932年荷兰成立了粘度协会,并于1950年改名为流变学学会。1940年英国成立流变学家俱乐部,同样于1950年改名为流变学学会。之后多个国家先后成立了流变学会。国际流变学委员会 (International7Committee7of7Rheology:7ICR)的前身是于1945年12月由国际科学联合会组建的流变学联合委员会,该委员会分别于1973年和1974年被接纳为国际纯粹和应用化学联合会、国际理论和应用力学联合会的分支机构。这也是我国在1985年成立流变学专业委员会为什么隶属于两个一级学会:中国化学学会和中国力学学会的国际背景和直接原因。
截止至2012年,国际流变学委员会有27个会员国。国际流变学学术大会每四年召开一次,主办地在亚洲区、欧洲区和北美区轮流,至今已召开16届国际流变学学术大会。本世纪以前,并没有严格的章程,刚开始每5年召开一次,主办国也不是按三个大区的国家轮流,只是在新老世纪之交的2000年在剑桥召开的国际委员会工作会议上,上述章程才明确下来。随着科学技术的飞速发展和流变学研究的不断深入,由流变学所衍生的分支学科,据不完全统计有20多个。
我国在20世纪60年代开始有流变学的自发研究者。1978年在北京制定全国力学规划时包括流变学的发展规划,规划指出流变学是必须重视和加强的薄弱领域。之后,各地纷纷成立流变学的专门研究机构。我校于2005年成立了流变力学与材料工程研究所。1985年,由北京大学陈文芳教授和湘潭大学袁龙蔚教授等人发起成立了中国流变学专业委员会,并于当年在长沙、国防科技大学召开了第一届全国流变学学术会议。1988年我国成为国际流变学会会员国之一。2005年8月,我作为大会组委会主席在上海浦东成功地主办了第四届亚太地区流变学国际学术会议,来自世界20多个国家和地区的230名代表出席。但我国至今还没有主办过类似于国际奥林匹克运动会的世界流变学学术大会。
记 者:您认为国内外流变学研究领域的热点和主要发展趋势如何?
罗迎社:我们可以从以下三方面来看,第一,流变学研究更加广泛和普及。进入新世纪以来新增了3个会员国,更多的研究人员投身流变学研究,2000年第十三届国际流变学大会参会人数为700多人,发表论文为577篇;而2012年第十六届国际流变学大会参会人数为960多人,发表论文为899篇。第二,流变学同行交流更加频繁。上世纪,世界流变学大会每五年召开一次,新世纪改为每4年一次。另外,还增加了一些地区国际会议或专题国际学术会议。例如,如一年一次的欧洲流变学年会,与世界流变学大会每错开2年一次的亚太流变学国际会议。我国2006年以前,每3年召开一次全国会议。2006年以后,改为每2年召开一次。另外,在每二年召开的中国力学大会或中国化学大会上,均设立了流变学进展分会场和专题研讨会。可以说,每年都有全国性的流变学学术会议。第三,流变学研究更加深入和前沿。一批传统的专题长久不衰,但也出现了一些上世纪ICR历届大会少有的专题。尤其是“纳米流变学”、“生物流变学”和“天然复合材料流变学”等关键词的高频率出现绝不是偶然现象,它们也预示着流变学交叉学科的不可或缺和深入广阔的发展应用前景。
记 者:有人认为,农林大学没有太多流变学问题值得研究,只有综合性大学才有,您怎么看?
罗迎社:上述说法有点偏颇,或者是持上述观点的人对研究现状不太了解。国内著名林业高校,均开展了流变学研究。以我校为例,尽管以前我校属于国家林业行业高校,但自改革开放以来,已经发展建设成为一所立足中南、面向全国,涵盖九大学科门类,富有特色的教学研究型多科性大学。2005年12月,我校成立流变力学与材料工程研究所专门研究机构,投资购买了一批先进的流变学仪器设备,设立了面向国内外的开放课题,先后有多位专家教授承担了本所设立的开放课题。他们及其所指导的博士、硕士研究生和本科生近百人来本所开放性实验室开展流变学实验研究。近年来,本实验室邀请了一批国内外知名专家教授来实验室指导工作和学术交流,同时还邀请了本校近60名教授、副教授和博士开展年度学术交流活动。2008年,我本人作为大会组委会主席在我校组织召开了全国第九届流变学年会,来自全国81所高校、科研院所和流变仪器参展单位的190多名代表齐聚我校,进行了深入的探讨与交流。上述情况表明,我校流变力学与材料工程研究所以及工程流变学湖南省重点实验室在国内外流变学研究领域具有较高的学术地位和影响,正在成为我省乃至全国流变学研究的重要平台和流变学人才培养的重要基地。现在,我校在森林工程一级博士学位点开设了“木质材料流变学”,在林区道路与结构工程二级学科博士点和土木工程一级学科硕士点开设了“岩土流变力学理论与应用”等方向必修课,在工程力学本科专业开设了“流变学基础”选修课程。
记 者:您认为我省的流变学研究在全国所处的地位如何?
罗迎社:我省的流变学研究具有自己的优势和特色,主要是在固体流变学研究方面。下面一些数据可供参考。首先,我省是国内流变学研究的主要发源地之一。本人的导师袁龙蔚教授是我国流变学研究的创始人,国内外著名的流变学专家。至今为止我国召开的共11届全国性流变学学术会议,在湖南长沙就主办了两届。至今已评选中国流变学青年奖共7届,共18名获奖人中,湖南就有6位。至今已评选中国流变学杰出贡献奖共3届,共6名获奖人中,湖南就有1位。全国现有的流变学委员会25人中,湖南省高校中就有4位。现在我省高校中有一批流变学研究人员并承担有省部级以上流变学研究课题。这说明我省流变学研究较为普及。在看到上述优势和特色的同时,我们也应该清醒地认识到,我省在聚合物流变学、生物流变学、血液流变学和石油流变学等研究领域较为薄弱,在高层次拔尖人才的培养方面需要奋起直追。我校工程流变学湖南省重点实验室的建设不只是为我校更是为我省流变学事业的发展提供了契机和发展平台。
记 者:我校工程流变学湖南省重点实验室设立了哪些研究方向?您对省重点实验室的未来有何愿景?
罗迎社:我校工程流变学湖南省重点实验室共有校内在编人员35人,设立了三个较为稳定且具有鲜明特色的研究方向,分别是金属流变成形研究、岩土材料流变研究和生物质材料流变研究。方向负责人分别为罗迎社、肖宏彬和彭万喜,他们均承担了多项与流变学研究相关的国家级课题。每个方向均有一批年富力强、爱岗敬业、乐于奉献的研究团队。
去年12月,我们适时召开了工程流变学湖南省重点实验室建设研讨会。会议围绕重点实验室研究方向及内容的凝练、合作交流与对外开放、科技创新与成果、人才培养等方面工作以及2014年实验室建设工作安排进行了积极认真的研讨,明确了实验室下一阶段的工作计划,进一步细化了重点建设方案。2014年要成立学术委员会、设立开放课题、建立网站,在已有的基础上,扎实推进各项工作,确保建设任务圆满完成,以优异成绩迎接明年元月省科技厅对重点实验室的建设期验收考核,为把工程流变学湖南省重点实验室建设成为在国内外有较大影响、特色鲜明和知名度的科研机构以及高层次拔尖人才培养基地作出我们应有的贡献。

