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闵永刚:以赤子之心铸就大国之材

张京
2018-03-14 09:00:15

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  闵永刚,教授,博士生导师,研究领域为:有机光电功能材料与器件(功能高分子材料、有机发光二极管、钙钛矿型太阳能电池),多维功能化石墨烯复合材料与应用,高性能聚合物材料的合成与加工,节能环保和PM2.5等。美国宾夕法尼亚大学博士,中组部“千人计划”“国家杰出青年科学基金”获得者。拥有近二十年在北美(美国,加拿大,墨西哥)和亚洲太平洋地区(韩国,日本)的工作经历。申报了一百余项中国和国际专利(其中五十多项已获授权),科技文章一百余篇。同时,在各种国际会议上做过百余场报告。

  生活中,材料无处不在。国强民富,材料先行。新材料是现代科技进步和经济发展的重要标志,是信息、生物、航天、能源等高新技术产业的基础,是国民经济建设、社会进步和国防安全占领技术制高点的关键,方方面面深刻地影响和改变着人类的生活,小到衣食住行,大到国计民生。

  近年来,我国高度重视新材料专家人才的引进与培养,闵永刚正是国家“千人计划”引进的著名材料专家。

  不忘初心

  铭记实业救国、科学强国梦

  闵永刚,1986年自吉林大学化学系毕业后出国深造,获得美国宾西法尼亚大学化学博士学位,师从于诺贝尔化学奖获得者Alan G. MacDiarmid教授。

  海外工作二十余年间,他先后在美国杜邦、英国威格斯(前ICI)、法国圣戈班等多家世界500强企业任职,在科学研究、产品研发、项目管理、标准制定等方面均有所建树,所开发的新产品每年创造超过十亿美元的销售产值,应用分布在电子、通讯、半导体、汽车、建筑等多个工业领域,取得了良好的工作业绩。

  “国家兴亡,匹夫有责。”对科研人员来说,国家科学技术的发展进步与每个人的贡献息息相关,拥有二十多年国际工作经历的闵永刚虽然身在国外,但无时无刻不心系祖国发展,始终把科研报国看作是一名科研工作者最高的价值追求。

  他从未忘记是国家的好政策为他提供了出国深造学习的机会,也从未放弃过从走出国门那天就一直铭记的为实业救国、科学强国做贡献的梦想。特别是,中组部“千人计划”项目让他看到了祖国大力发展科学技术发展的决心,也看到了他把爱国之心转化为报国之行的好机会。

  于是,他决定:回到祖国,不遗余力尽己所能,用科学技术回馈祖国的培养之恩。

  打破垄断

  研发中国人自己的新材料

  2012年,闵永刚受聘回国后,积极地响应国家“创新创业”的号召,很快地组建成一支在类石墨烯合成、高性能聚合物材料制备、高性能能源材料开发等领域具有丰富的研究经验的高水准研发团队,开启了他们的探索之路。

  高性能聚合物材料是21世纪大有希望能解决尖端核心科学技术问题的新材料,对航空航天、电子电器、军民融合等领域的科学发展和现代化建设具有十分重要的意义。但我国的高性能聚合物材料主要依赖于国外进口,大部分核心技术掌握在发达国家手中,是制约尖端科技发展的“瓶颈技术”。我国与发达国家在核心技术方面的差距一直是闵永刚心中的痛处,他决定从高性能聚合物材料入手,圆自己“中国制造”的梦想。

  闵永刚曾在多家拥有世界领先的高性能聚合物材料生产技术和研发能力的公司担任过多种技术职务,具有丰富的技术和管理经验,他与国内的相关企业合作,申请了省级创新团队项目,从引进核心人才入手组建团队,围绕高性能聚合物材料在电子、新能源、环保、航空航天、机械电工等行业的创新应用开展研究。

  闵永刚发扬“拼命三郎”精神,利用海外工作的资源优势,克服了攻关路上的重重“拦路虎”,攻克了高性能聚合物材料产业化领域的多项技术难题:通过控制高分子材料和金属材料的热膨胀系数的一致性,解决了高性能聚合物材料与铜箔热膨胀系数匹配的问题;通过着重解决高性能聚合物薄膜在石墨化过程的sp3-sp2 碳转化问题,发现了高性能聚合物薄膜高温下分子结构演变规律……

  这凝结着团队十多位专家学者宝贵心血的成果,打破了国外的技术垄断,填补了我国的技术空白,建立了具有自主知识产权的高性能薄膜生产的技术路线,有望满足我国航空航天工程、大飞机发动机、高铁、电子信息等领域对高性能聚合物材料的需求。因其在项目攻关中的突出贡献,闵永刚获得“创新团队带头人”称号。

  迎难而上

  攻克石墨烯制备难题和瓶颈

  石墨烯以其最薄、强度最大、导电导热性最强的新型碳材料特性,被誉为“新材料之王”,广泛应用于电子信息、新能源、航空航天等领域。

  近年来,闵永刚结合产业发展,从理论和应用两方面对石墨烯进行深入研究,获得了多个环保的石墨烯制备、石墨烯多维化和功能化相关的专利;致力于应用在电子产品上的类石墨烯导热膜的产业化研究,开发了大片层石墨烯的制备、石墨烯多维化应用、石墨烯下游市场等。

  在石墨烯研发方面,闵永刚团队先后申请专利一百多项,目前,已获批准的达五十多项,推动了具有我国国家特点的石墨烯材料的应用,得到了国内外同行的高度认可,他也多次受邀在国际会议上报告研究成果。

  高温碳化/石墨化连续炉就是闵永刚在类石墨烯导热膜生产研发中的重要创新。由于电子器件产品逐渐向高集成度、高频运算领域发展,耗散功率随之倍增,散热成为一个亟待解决的难题。

  具有高导热系数的石墨散热膜逐渐占据了电子器件散热的主要市场,因而,生产石墨烯导热膜的高温炉至关重要。传统的独立式高温炉,产品在运输过程中由于热量散失导致一定的能源浪费,生产效率低,成本也居高不下。

  针对这一难题,闵永刚团队创新性研发了类石墨烯高温碳化/石墨化连续炉,实现类石墨烯导热膜的制备并取得了相关的制造专利授权,大大提高了导热膜的产业化生产效率,降低了类石墨烯导热膜产业化生产的成本和时间,推动了类石墨烯导热膜产业化生产进度。目前,高温连续炉已经在一些企业得到了推广应用。

  落地为“果”

  科研成果价值在生产应用

  在许多人眼中,科学攻关是一项寂寞又艰苦的事业,遇到的困难有些甚至超乎人的想象,需要过人的毅力、持之以恒的耐力,更需要持久的兴趣和热情。

  谈到科研工作的动力,闵永刚说:“我从事研究工作的动力不是源于发表了多少篇有影响力的论文、不是申请了多少专利、申报了多少课题、获得了多少荣誉和奖项,而是我的研究成果能否真正投入生产应用,能否对人类的生活产生积极的影响。解决国计民生问题才是科研工作最重要的价值。”

  闵永刚高度重视科学研究的产业化发展。回国伊始,他致力于将产业与科研紧密结合,围绕与百姓生活密切相关的领域进行了积极探索。

  如:在智能手机发展方面,他积极建言献策推行产业联盟,真正打造出中国人自己的5G手机标准,改变国外对行业标准的垄断和关键材料的控制;在新能源汽车领域,他在开发高温碳转换电极材料、纳米复合材料等新材料方面投入大量精力,还结合物联网技术,推动智能汽车发展。

  又如:我国是建筑大国,传统的建筑在装修之后会产生很多粉尘污染、油漆污染,造成二次污染,对人体造成极大危害。通过新材料和新技术的使用来进行简约式乃至装配式建筑,可以减少油漆、溶剂的使用,降低二次污染。

  另外,节能环保领域也是闵永刚关注的重点。烧煤取暖的方式对环境造成了严重污染,直接加热式的电热取暖方式也因使用效率不高造成了极大的能源浪费,而使用高效类石墨烯吸波放热材料等新材料就可以有效提高热效率,达到省电、节能、保暖的目的。为减少PM2.5,减少雾霾,他还积极开发新技术,通过在锅炉上脱硫脱硝减少CO2排放,或将已经产生的CO2变废为宝,为建设绿水青山的美丽中国做出积极努力。

  关于未来规划,闵永刚团队将围绕新材料需求,将科研与产业发展结合,在电子通讯、装配建筑、节能环保、生物材料、量子芯片等领域扎扎实实贡献新的科研成果。

  他说:“新材料研发之路任重而道远,我们要努力开发自己的材料和技术,为推动中国制造转化为中国智造、中国创造,把国家产业做大做强贡献力量。”铿锵话语的背后,体现出他为祖国新材料事业奉献力量的坚定信念和对国家产业转型发展的高度自信。

来源:科技日报
编辑:尹文卓

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