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邵国胜:倾力打造中原新材料科技创新高地

张晓静
2018-03-12 08:51:26

邵国胜与学生在一起

  广袤的中原大地河南是一片厚重的文化沃土。千百年来,这片土地见证了华夏5000年文明的历史进程,见证了中国的建设发展,也养育了一代又一代为国家民族发展作出卓越贡献的中华儿女。著名新材料专家邵国胜就生长于这片土地。

  归国回乡 割舍不断文化根脉

  邵国胜生于河南郏县,1977年恢复高考后,作为全县仅有的两名大学生之一,他考入郑州工学院(新郑州大学主要组成部分之一)冶金专业学习,并在毕业后留校任教。1991年,通过中英友好奖学金, 他以访问学者身份赴英国深造。

  此后数十年间,邵国胜在英国萨里大学材料科学与工程专业攻读博士、博士后,先后担任萨里大学高级研究官、布伦奈尔大学副教授、博尔顿大学计算材料学教授、新能源材料研究所所长、工程院院长等,兼任英国材料化学委员会委员、材料学会专业会员,在英国新材料研究领域取得了多项重要成果。

  2010年,国家知识产权局局长、时任郑州大学校长申长雨院士向邵国胜发出“橄榄枝”,邀请他回国助力新材料发展。割舍不断的文化根脉让邵国胜面对祖国和家乡的发展需要,义无反顾放弃了多年来在英国新材料研究领域积累的基础,作为河南省引进的首位“千人计划”专家,担任郑州大学特聘教授。

  作为留过洋、与国际接轨的专家,邵国胜身上丝毫没有专家的“架子”,反而有种少有的质朴务实气质。他用淳朴的语言表达了对自己肩负的使命那份超乎寻常的认真:“祖国、家乡需要我回来,我如果不认真工作,在自己擅长的领域为科技进步作出贡献,不仅无法给祖国、给母校交代,也无法给自己交代。”

  2013年,邵国胜牵头组建郑州大学中英纳米多功能材料联合研究中心。2015年,中心被科技部认定为国家级低碳环保材料国际联合研究中心。2016年,邵国胜建立郑州新世纪材料基因组工程研究院,作为郑州大学产学研基地,入驻中原智谷。

  该研究院以“低成本、资源丰富、绿色加工、取代稀缺材料资源”为核心发展思路,聚焦“以石墨烯、碳纤维、金刚石等为特色的先进碳材料”“纳米能源环保材料技术”及“光电薄膜材料和制造装备”三个主要领域,开展材料基因组工程研究及相关理论、实践成果的引进推广和应用。仅在成立后不到一年时间,研究院就被河南省认定为重大新型研发机构,代表河南省先进制造水平。

  砥砺创新 制备绿色节能“超级材料”

  石墨烯被誉为“超级材料”,是已知的最薄、最坚硬的纳米材料,它几乎完全透明,质轻、结构稳定且具有良好的柔韧性和超强的导电导热性,在高精尖领域有着巨大的应用潜能,是一种辐射性极强、极具战略意义的“颠覆性材料”。

  邵国胜选择石墨烯作为研究主体做精做强,最重要的原因是通过石墨烯研发可以促进传统材料的升级,带动民用、军用等一大批产业的革新。

  当前,国际主流的粉体石墨烯制造技术存在“三高一低”问题:主流氧化还原技术虽然比较适于规模化生产,但生产过程高度污染环境、产品缺陷率极高,不宜用于高性能领域。英国电弧法技术虽然能够制备结构接近石墨烯的纳米角,单台设备年产率却只有200公斤,严重阻碍了石墨烯的工业化应用。因而,近年来国际研究热点聚焦在对有缺陷石墨烯的修复技术上,治标不治本。

  邵国胜锁定石墨烯制造源头,带领团队开展科研攻关,掌握了国内外独有的全流程绿色量产高品质石墨烯技术,真正实现了用清洁办法一步制造出优质石墨烯粉体的目标。其制备过程能耗不到电弧法的1%,制品质量优于电弧法,成本不到其0.5%,能耗相当的单机年产能可达数十吨。

  不仅在制备方面,石墨烯的产业化应用也是邵国胜关注的重点。针对当前锂电池易引起失火爆炸和续航能力不强等问题,他带领研究院用石墨烯代替传统石墨做电池负极材料,将石墨烯与非嵌入式正极材料复合,研制出较为成熟的金属离子电池,储能密度能够提高2.5倍,充放电速度更快,使用更安全。

  针对PM2.5的重要来源之一——汽车尾气排放,邵国胜带领团队研发出具有高效过滤功能的石墨烯布,解决尾气污染问题;一些减震、消音、消防、保温、电磁屏蔽等功能复合材料的研究都在逐步推进。

  目前,他积极投身建设石墨烯创新基地,以郑州新世纪材料基因组工程研究院作为研发中心,配套建设一个年产大于50吨的制造中心,形成辐射周边的应用产业链,实现就地生产、消化、应用。

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来源:科技日报
编辑:尹文卓

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