解码腐蚀控制前沿技术 任振铎:构建腐蚀控制新体系 开启对抗熵增的科学革命

2025-05-26 20:51:20 来源: 科技日报 作者:

腐蚀,作为自然动态熵增催生的具备极强破坏力的特殊工程,始终对人类社会的发展构成严峻挑战。而腐蚀控制,恰似人类以智慧为刃,在对抗熵增的战场上构筑的终极防线。唯有将腐蚀控制的战略意义提升至全新维度,才能为新质生产力的高质量发展筑牢根基,开辟可持续发展的新境界。

在这场关乎人类社会安全与发展的“战役”中,腐蚀控制究竟扮演着怎样的角色?现代工业体系中如何减少腐蚀破坏以及有哪些前沿技术手段来控制腐蚀?带着这些问题,近日记者独家采访了中国腐蚀控制技术协会原会长、腐蚀控制行业最高成就奖获得者任振铎,一起探寻背后的科学密码。

触目惊心的数据,腐蚀威胁全球发展

再次见到中国腐蚀控制技术协会原会长任振铎时,这位年届杖朝的老者依然精神矍铄。提及腐蚀控制技术,他眼中立刻泛起热忱的光芒,仿若时光倒流至往昔科研岁月,那些与腐蚀博弈的攻关故事、技术突破的细节,如清泉般潺潺流淌,字里行间满溢着对行业的深厚情怀与执着追求。

任振铎指出,人类与腐蚀的抗争贯穿文明史,但这一 “隐形杀手” 从未停止肆虐:从工业时代的钢铁锈蚀到信息时代的精密器件损耗,腐蚀问题不仅未能根治,反而因全球化工业扩张愈演愈烈。他强调:“腐蚀是物质世界的客观规律,无法被彻底消灭,却必须通过科学手段实现系统性控制。当前,全面有效控制腐蚀已成为全球可持续发展亟待破解的重大命题。”

数据印证着这一威胁的严峻性:根据联合国工业发展组织数据显示,全球每年因腐蚀造成的经济损失高达4.5万亿美元,相当于每分钟损失85.6万美元。每90秒,就有1吨钢材被腐蚀成铁锈,每腐蚀1毫米钢材,输油管道寿命缩短16年;核电站若延迟1年实施腐蚀控制,维护成本将激增300%。从二十世纪中叶起,世界各国的腐蚀危害调查便达成共识:腐蚀造成的损失占当年国民经济总产值的3% - 5%,钢制设备装置因腐蚀报废量约为年产量的30%。

任振铎教授以热力学视角剖析这一全球性难题,“从金字塔的青铜构件到火星车的钛合金轮毂,人类文明的每一件造物都在与熵增对抗。但遗憾的是,我们至今未能跳出‘被动修补’的怪圈。” 他指出,日本福岛核事故中,海水注入引发的应力腐蚀开裂;青岛输油管道爆炸事件里,将腐蚀泄漏简单归因于"材料不合格",掩盖了土壤杂散电流腐蚀动力学分析,让17公里管道成为定时炸弹。这些灾难背后,是全球80%的腐蚀研究聚焦于材料性能优化,却忽视腐蚀动力学机制的必然结果。

任振铎指出,尽管人类与腐蚀的斗争由来已久,但腐蚀问题不仅未得到根治,反而不时引发重大损失与灾难性破坏。“腐蚀不可能被消灭,但可以被控制,全面有效控制腐蚀,已成为全球亟需攻克的重大国际性课题。”他强调,腐蚀控制关乎人类社会的可持续发展,其重要性不言而喻。

理论突破,构建腐蚀控制新体系

面对腐蚀这一难题,国际腐蚀控制工程全生命周期标准化体系建设带来了新的希望。该体系从科学、技术、标准层面提供支撑,旨在将腐蚀控制在保护对象之外,实现有效保护与无效报警,避免重大安全和污染事故。

任振铎指出,现代腐蚀学“腐蚀控制模板”“矛”和“盾”的两大工程系统的分别集成和智能化系统的集成分别相应复合全集成而实现智能化现代管理。为彼此相互有机衔接、协调、支撑,发挥整体效益,达到整体优化的目的。

在此基础上,中国腐蚀控制技术协会提出“国际腐蚀控制工程全生命周期标准化体系”应对策略。任振铎呼吁全行业深入学习相关理论,积极参与研究与应用,以实现对腐蚀工程的全面控制,开启腐蚀控制发展的新篇章。他认为,这一理论的提出,是腐蚀控制领域的一次重大突破,为解决腐蚀问题提供了全新思路。

站在新工业革命的临界点,腐蚀控制正从 “边缘学科” 走向 “战略要地”。正如任振铎在《腐蚀控制工程学》序言中所言:“我们应该认识到,腐蚀不可能消灭,但可以控制。从根本上全面有效控制腐蚀,就成了全世界人类目前亟需姐姐的一项极为重大的国际性课题!”

跨学科创新,腐蚀控制的新维度

在采访过程中,记者了解到全球首个以“腐蚀与生命”为主题的首届腐蚀控制工程大会将于2025年6月在西安召开,同时《现代腐蚀学—腐蚀控制模板》也将正式发布。这场盛会与著作的面世,不仅拉开了腐蚀控制领域技术革命的序幕,更将腐蚀问题提升至生命科学和哲学高度,引发学界对“腐蚀控制工程”的系统性重构。

“当我们用生命科学的显微镜重新观察腐蚀,看到的不仅是金属的锈蚀,更是自然规律的镜像。”任振铎告诉记者。这场融合工程学、生物学、哲学的跨学科革命,或许正是人类在熵增宇宙中寻找可持续发展之路的关键钥匙。

记者注意到在《现代腐蚀学》一书中,任振铎创新性地将腐蚀控制与生命科学相联系。他指出:“生命系统本质是抵抗熵增的精密工程,这与腐蚀控制的核心逻辑完全同构。” 书中通过基因芯片涂层抗蚀技术、仿生自修复材料等案例,阐释了细胞膜电位调控与金属钝化膜的相似机理,为开发具有 “生命特征” 的智能防腐系统提供了理论突破口,展现了跨学科研究在腐蚀控制领域的巨大潜力。

呼唤学科独立,开启对抗熵增的科学革命

当前腐蚀科学的发展面临诸多挑战。任振铎告诉记者,近20年全球高校学科合并潮中,腐蚀科学作为“中间学科”被边缘化。全球顶尖院校的腐蚀实验室数量从35个锐减至9个,全球仅挪威科技大学等少数院校保留独立腐蚀工程专业,导致行业人才断层。同时,腐蚀研究长期陷入以材料为中心的误区,80%的相关论文聚焦新型材料开发,对腐蚀微观机制的基础研究占比不足15%。

任振铎也因此呼吁各界高度关注服饰控制技术,建立独立的腐蚀科学体系刻不容缓。他提出,应从教育体系改革、科研范式转型、产业生态重构等多方面发力,如在工程教育认证中增设腐蚀基础课程,建立“腐蚀工程”一级学科;设立国家腐蚀重大科技专项,建设极端环境腐蚀大科学装置;建立腐蚀控制绩效保险制度,推行腐蚀工程师终身责任制等。若能有效实施全生命周期控制,预计每年可降低1.2万亿美元损失,减少80%的重大腐蚀事故,催生万亿级腐蚀控制产业。 “腐蚀科学的独立化,是人类对物质世界演化规律认知的范式革命。” 任振铎表示,全球科学共同体需突破材料中心主义思维桎梏,构建属于腐蚀科学的本体论框架和方法论体系,让人类在与熵增的对抗中,实现与物质环境的和谐共处,推动社会可持续发展。

采访结束后,记者的思绪始终被震撼所裹挟。原以为只是工业领域的专业议题,却未曾想到,这个日常生活中看似微不足道的腐蚀问题,竟能引发如此深刻的产业变革与文明思考。当漫步于车水马龙的都市街头,目光掠过林立的高楼、穿梭的管网、飞驰的车辆,忽然意识到:一场关乎材料寿命、产业安全与文明韧性的科学革命,早已在看不见的角落悄然启幕。那些隐没在钢铁丛林中的腐蚀防控技术,正如同细密的防护网,默默守护着现代社会的运行脉络。

任振铎的探索,不仅是对金属锈蚀的宣战,更是对人类认知边界的挑战,当腐蚀控制从“被动修补”迈向“主动智控”,当科学理论转化为守护文明的坚固壁垒,这个曾被忽视的领域,正等待着更多科研工作者以智慧为刃,在材料科学与系统工程的交叉地带,开垦出更广阔的创新疆域。

责任编辑:张波