聚合物基多孔功能材料研究团队源于2011年成立的海洋先进材料研究院第一研究室。在十多年的发展历程中,团队稳步成长壮大,承担并圆满完成了一系列重大科研项目,突破了聚酰亚胺轻质功能材料研制、生产及应用等多个环节中的十余项“卡脖子”技术,真正实现了“产、学、研、用”一体化,形成了发展特色。
目前,团队在系列化聚酰亚胺轻质功能材料基础研究方面已走在国内前列,科研水平与影响力逐年提升;基于基础研究成果所开发的功能化产品数目日益增多,涉及软质聚酰亚胺泡沫、硬质聚酰亚胺泡沫、聚酰亚胺泡沫基复合柔性传感器、聚酰亚胺泡沫基轻质复合功能材料等品类,相关产品与工程样件已稳定应用于舰船、航空航天等尖端装备,真正实现了基础科研与工程应用的共赢,诠释了科研的真价值、真意义。
回想近十年来艰苦卓绝的发展历程与来之不易的成果,“为国为民、攻坚克难、开拓创新、长远布局”的十六字格言一直被视为团队核心发展理念、创新思维的源泉,被视为哈军工传人紧密团结、浑然一体的原动力。十六字格言的深层次寓意在于,秉承哈军工精神与传承,描绘求真务实、为国为民科研之蓝图;瞄准新材料、新器件科技难关与壁垒,胸怀中国制造强国防之壮志;紧跟材料、化工学科前沿与热点,勇拓新思路、新技艺之征程;着眼未来前景与挑战,筹谋多元化发展、学科交叉、领域融合与更新迭代之基石。
在此激励与指引下,短短数年内团队就接连攻克了我国聚酰亚胺轻质功能材料的设计、研制、生产、应用、迭代开发等制约其发展的核心技术壁垒,打破国外技术封锁,一举缩短了我国与国外近二十年的差距,成功建成国内首条具有自主知识产权的聚酰亚胺轻质功能材料中试线,一举缩短我国在该领域与欧美近二十年的差距,实现了舰船舱室用高端隔热吸声材料的自主化与国产化,并为其在民用领域的应用奠定技术基础。
在最开始的两年时间内,团队自筹经费、夜以继日的攻关材料泡孔结构调控及中试放大等关键技术,然而始终不见突破,至2012年中之时,若再无颠覆性成果,筹划三年之久的工信部高技术船舶项目也将随之东流,团队后续发展的希望也将随之破灭。并且,此时国外同类产品售价逐年提升,背地中还执行不平等商业条款,而我国装备采购部门只能忍气吞声,团队已故负责人刘连河教授曾在团队集体会议上捶胸顿足地说道“同志们,现在狼来了,我们的看家功夫还没练好,何以慰国呀!”。团队成员一致认可并决定抛弃传统热风固化技术体系,联合微波发泡设备设计制造单位,开拓创新出一条全新的同步固化与酰亚胺化技术路线。由于进入到一个全新的技术体系,设备建造单位与材料研制团队均无相关技术基础与经验积累,为保证整体设计开发进度与成功率,当时的团队技术负责人即现在的团队负责人韩世辉教授直接带领团队核心成员驻场参与特种设备建造,夜以继日的制造和实验,最终成功开发出我国新一代工业微波发泡成型与酰亚胺化设备,不仅有效实现了聚酰亚胺泡沫泡孔结构的有效控制,并且成功将我国推向了可自主生产聚酰亚胺轻质功能材料的时代,为我国近十年来高端轻质隔热吸声材料的快速发展奠定了坚实的技术与产业化基础。
自2013年以来,团队一直锐意进取、不断创新,为不断提高聚酰亚胺轻质功能材料的性能指标、生产效率,保持我校在国内的领先地位,同时争取行业话语权,仅微波发泡成型与酰亚胺化设备就已更新了四代,改造了40余次,所开展的工艺试验更是不计其数。设备制造厂商曾开玩笑的说,你们现在比我们都要懂怎么造微波设备了!
在十六字格言的不断激烈与督促下,团队2015年成功申报到我校重要材料攻关项目,开始聚酰亚胺轻质多功能材料的迭代产品研制、生产、应用技术研究,2017年成功建成我国首条多品种聚酰亚胺轻质多功能材料工程化生产线,年产能达到2000立方米。目前,所生产的产品已稳定应用于我国相关型号舰船,摆脱了全赖进口的被动局面,从而真正意义上实现了聚酰亚胺轻质多功能材料的进口替代。
前期丰硕的成果与可喜的成绩为团队的持续发展与研究方向的不断拓展奠定了坚实的信心与基础,也进一步诠释着十六字格言的内涵与源动力。近三年来,在韩世辉教授与孙高辉副教授的带领下,团队成员秉承十六字格言,在基础研究方面已将基于聚酰亚胺轻质多功能材料所衍生出的系列化功能材料研制与应用布局、拓宽至噪声控制、热量管理、电磁屏蔽、透波、电绝缘、阻燃、碳中和等多个技术领域,为材料全方位研究与深入应用储备技术基础。团队现已申请专利40余项(占全领域的30%左右),授权20余项,建成了我国首个聚酰亚胺泡沫领域的专利群;在工程化应用方面,聚酰亚胺轻质多功能材料在舰船上的应用进一步拓展,同时基于基础研究所产生的系列化新型功能产品已收到航空、轨道交通、特种降噪场景等领域的小批量订货,且由于团队技术领先性与产品配套的多样性,已将我单位定为优选采购单位。
丰硕的成果源于辛勤的付出,更源于对哈军工精神与信念的坚守延续,团队将迎来更多的收获与更加美好的未来,将为国家培养出更多的专业领域人才!
作者:孙高辉