文/胡月
近年来,中国电子信息与通信技术取得了前所未有的发展,特别是新一代无线通信技术的广泛应用深刻地改变着我国社会的方方面面。随着5G蜂窝网络中部署越来越多高频动力基站和设备,从虚拟现实到自动驾驶汽车,再到工业互联网、智能城市、物联网(IoT),机器与机器的通信(M2M)逐渐成为现实,万物互联的时代近在眼前。伴随通信技术的迅猛发展,必然对通信设备所涉及的基础核心原材料提出更高的要求。
耐高温特种高分子材料正是高频高速通信设备所必需的一类关键原材料,但该类材料长期以来被英国威格斯、德国赢创、比利时索尔维、美国杜邦等国外公司开发并垄断。近年来,国内特种功能高分子材料研究取得了长足进步,但仍然缺乏可以引领该领域发展的原创性学术思想,且我国在高端功能高分子材料的应用产品开发上仍然落后于美日德等发达国家。通信技术的蓬勃发展给国内材料科学和工程界带来了巨大的机遇,高性能聚合物及其复合材料已被认为是高频通信研发竞赛中的重要成员之一。在此背景下,许多新的合成聚合物、改造策略和加工方法相继涌现并在高速无线通信领中展现出广阔的应用前景。
做一首电子材料之诗立足国情走向远方
“如何立足电子科技大学在电子材料方面的优势,发掘高分子功能材料的应用潜力”这是他在不惑之年加入电子科技大学时思考得最多的问题,也是他人生中的“第三次创业”。从加入的那天起,他就笃定了要做“最想做的自己”——坚持少开会、专心科研,始终坚持做一个时间越久,价值越大的研究方向。
他,就是刘孝波,电子科技大学材料与能源学院教授、博导,中国科学院首批“百人计划”、四川省有突出贡献优秀专家、国务院政府特殊津贴获得者;国家科技奖评审专家;承担(完成)国家及省部级等各类科研项目30余项,先后实现聚芳醚腈、腈基树脂及复合材料等科研成果产业化。在国内外首次创立芳腈基聚合物研究方向及研究平台。主要研究方向有:大分子科学与工程、刚性棒状聚合物及其复合材料的界面特性与流变行为、高分子纳米杂化材料的形态与功能特性、先进功能高分子材料的分子设计与合成。
以聚芳醚腈为例,多年来刘孝波及其团队在国家新材料战略转型项目、原国家“863”重大项目、国家自然科学基金等国家级项目的支持下,始终致力于聚芳醚腈的合成、改性、加工及应用一体化应用基础研究,突破了分子量控制、连续化绿色生产、溶剂回收复用等关键技术瓶颈,并先后与省内外多家企业合作实现了聚芳醚腈的工程化应用。
从最初的50吨年产量,扩大到年产500吨、1000吨的规模化装置,从污水排放系统到废渣处理装置的不断完善,喜欢“较真儿”的刘孝波硬是把生产链上所有的环节包括产业化后的环保问题都考虑其中,并且做到了精益求精。在他看来,“在科技转化成果环节,如果为了盈利不管不顾最后的废水、废气处理细节,那么这个科研是不完整的”。为了心中完整的科研,哪怕付出更多的精力、财力、人力和物力,他都毫不犹豫。高度且纯粹的使命感和责任感是指引刘孝波砥砺前行的内在动力,也是遵从内心做出有利于国家和社会选择的主因。
聚焦高性能材料点燃中国关键技术
一辈子只做一件事,看似简单,实则是一条考验毅力、耐力的漫漫长路,起步者多,坚持者少,刘孝波从一开始就树立了坚持走到底的目标,事实上,他也确实做到了。经过近20年的专注研究,他带领的团队已经实现了对不同结构与性能的聚芳醚腈和腈基树脂的可控分子结构设计,建立了设计构筑树脂基体结构功能一体化复合材料的系统方法,并为所研发的新材料不断开辟新的应用场景。自2018年加入新成立的电子科技大学材料与能源学院后,刘孝波就一直在思考如何能为我国蓄势待飞的新能源行业做出实际的贡献。调研发现,随着人们对高性能储能设备需求的日益增加,开发更高能量密度的电池迫在眉睫,尤其是锂金属电池受到了各国研究者的关注。然而,在锂金属电池长期的充电/放电循环过程中会产生锂枝晶和不均匀的锂沉积,导致有限的电池循环寿命乃至安全问题的出现。另一方面,目前锂离子电池仍面临由于隔膜材料耐热性不足而引发的起火、燃烧甚至爆炸等安全问题。
针对这个行业痛点,刘孝波带领团队成员攻坚克难,从原料设计、材料筛选、隔膜优化、电池组装、性能测试等多角度开展研究,经过夜以继日的试验工作,终于开发出一种高性能、自阻燃的三明治结构聚合物复合隔膜,为解决锂金属电池锂枝晶和安全性问题提供了国产化解决方案。
面向未来,刘孝波团队将继续依托电子科技大学的电子材料专业特色,不断开发特色鲜明的高分子材料构建技术。在持续钻研基础研究的同时,他们仍坚持攻关高性能高分子材料的规模化生产关键技术,通过与有担当的企业紧密合作,希望能把我国自主可控的高性能高分子材料真正推向市场应用。
做自己想成为的自己他和团队依然在忙碌
这是一支有着鲜明特色的团队。团队上至“60后”、下至“90后”乃至“00后”,形成了很好的传帮带的氛围。这支团队最大的特点就是从上至下对产学研一体化共同的执念和热情。他们科研的动力是“能看到科研成果能转化为市场上的产品,实实在在地应用到高技术领域中去”。“科研成果的转化是对我们最好的鼓励”,这样的鲜明的观点与他们的带头人一刘孝波有着密切的联系。
从2005年被电子科技大学作为人才引进至今,刘孝波已经建立起一支规模不小、结构合理的团队,团队拥有两名教授、四名副教授、多名讲师以及其他固定人员、博士后、博士研究生等近50人。
在电子科技大学,有很多人评价刘孝波是“与市场共舞的学者”。他在校企合作、科技成果转化中游刃有余,他不只和企业谈技术,更是以市场的眼光,协助企业解决各种技术或产业化难题,这得益于他多年对技术产业化的执着和坚持。特殊的经历造就了“独特的刘孝波”,他执着于将所研对焦国需、民需且坚持把成果落到实处,这样的执念感染着整个团队。多年的磨砺沉淀出智慧、淡定、沉着的人世底色,而如今他正致力将所知一切传授给下一代人。
若要问刘孝波最深刻的感受,一个是时代的力量,另一个是传承的力量。今天,刘孝波仍然在忙碌,一个依然是聚芳醚腈和腈基树脂的应用开发,另一个是相关工作在环境保护领域的应用延伸。他和团队在聚芳醚腈第三代高分子环保材料研究上取得重要进展,他将这一进展称为“近期最亮的一个工作”,吾无他长,足履实地。
