6月24日,2023年度國家科學(xué)技術(shù)獎在京揭曉,共評選出250個(gè)項(xiàng)目。其中,國家自然科學(xué)獎49項(xiàng),一等獎1項(xiàng),二等獎48項(xiàng);國家技術(shù)發(fā)明獎62項(xiàng),一等獎8項(xiàng),二等獎54項(xiàng);國家科技進(jìn)步獎139項(xiàng),特等獎3項(xiàng),一等獎16項(xiàng),二等獎120項(xiàng)。
復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系教授武利民和海洋化工研究院有限公司桂泰江與團(tuán)隊(duì)[周樹學(xué)(復(fù)旦大學(xué))、于雪艷(海洋化工研究院有限公司)、蔣健明(海洋化工研究院有限公司)、郭常青(海洋化工研究院有限公司)]憑借“硅氧烷雜化聚合物功能涂層設(shè)計(jì)制備新技術(shù)及其應(yīng)用”項(xiàng)目,榮獲2023年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎。這也是武利民時(shí)隔14年,第二次摘得該獎項(xiàng)。
武利民教授(左)和周樹學(xué)教授(右)在人民大會堂外合影
2010年初,武利民就與周樹學(xué)、顧廣新、游波、陳敏團(tuán)隊(duì)?wèi){借“高性能丙烯酸樹脂的制備新技術(shù)及其在涂層中的應(yīng)用”項(xiàng)目首次獲得國家技術(shù)發(fā)明獎——2009年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎。
二度獲獎,意味著二次突破。在第一次獲獎基礎(chǔ)上,武利民敏銳意識到高端裝備的高性能、功能性聚合物涂層將是未來的“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù),于是將目光從民用轉(zhuǎn)向工業(yè),帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)躬耕十余載。
建筑、汽車、飛機(jī)、手機(jī)、機(jī)器人……聚合物涂層是許多行業(yè)和高新技術(shù)領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵材料,其性能直接關(guān)系到產(chǎn)品的安全性、使用效能和壽命,對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防安全至關(guān)重要。面對國家重大工程高端裝備的技術(shù)需求,武利民團(tuán)隊(duì)圍繞樹脂雜化、功能微球構(gòu)筑等,研發(fā)一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的聚合物涂層,實(shí)現(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的跨越,為大國重器鑄就“涂層之盾”。“服務(wù)國家,使命所在。”這簡單樸素的八個(gè)字,是支撐武利民創(chuàng)新突破、攻堅(jiān)克難的箴言。
我國2020年成功發(fā)射的首個(gè)火星探測器“天問一號”,在火星開展探測任務(wù),其電源供應(yīng)全靠3000塊太陽能面板轉(zhuǎn)化太陽能。一旦面板表面積塵,就會影響太陽能轉(zhuǎn)化效率,導(dǎo)致電力供應(yīng)不足。
除塵涂層用于“天問一號”火星車太陽能電池表面
針對遙不可及、復(fù)雜多變的火星環(huán)境,武利民團(tuán)隊(duì)為“天宮一號”量身打造一款具有自清潔功能的聚合物除塵涂層,能夠長期保持太陽能面板清潔、不沾灰塵,確保太陽能高效轉(zhuǎn)化。
這個(gè)涂層不僅可以自我清潔,還能自我修復(fù)——通過涂層內(nèi)部結(jié)構(gòu)、微結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)“再生”至受損表面,使其恢復(fù)原始的表面特性和功能,就像人的皮膚受傷后可愈合——這便解決了探測器受火星巖石撞擊導(dǎo)致表面受損的問題。這也是國際上第一次在太空中使用除塵涂層。
最尖端的聚合物涂層技術(shù),要經(jīng)得起各類極端考驗(yàn)。武利民的科研成果不僅“上天”,也能“入海”。
海洋涂層應(yīng)用于世界首艘10萬噸工船
軍艦和遠(yuǎn)洋貨輪在內(nèi)的各種艦船,作為維護(hù)國家海上貿(mào)易、海洋權(quán)益和國防安全的主要海洋裝備,常常由于海水侵蝕和海洋生物污損而造成船體腐蝕、增重和航行阻力增加,大型艦船每隔兩三年就需要返回維修廠進(jìn)行維護(hù),費(fèi)用高達(dá)上億元,且維修時(shí)間通常需要半年到一年。
然而,長期以來,國內(nèi)聚合物涂層主要集中在中低端行業(yè),高端領(lǐng)域都被歐美涂料企業(yè)所壟斷,涉及到大型水面艦涂層更是被國外禁運(yùn)。即使是國外海洋涂層也仍然存在樹脂分子鏈水解拋光速度不穩(wěn)定、涂層間作用力弱、無自修復(fù)自清潔功能,性能難以滿足要求等問題。
立足國家重大需求,武利民、桂泰江團(tuán)隊(duì)在上海市科委和經(jīng)信委以及國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持下,獨(dú)辟蹊徑,提出了硅氧烷雜化樹脂成膜物分子設(shè)計(jì)和涂層表面微–納結(jié)構(gòu)創(chuàng)制的新思路,發(fā)明了一系列高性能海洋防污聚合物涂層、高性能防腐涂層,大大延長艦船維護(hù)周期和使用壽命,性能達(dá)到并部分領(lǐng)先國外同類產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo),提升了我國在聚合物功能涂層領(lǐng)域的國際地位和影響力。
面對未來,武利民表示,要聚焦于高性能工業(yè)涂層的研究,致力于實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵領(lǐng)域的自主創(chuàng)新。一方面,做好應(yīng)用基礎(chǔ)研究;另一方面,打通產(chǎn)學(xué)研合作。在功能聚合物涂層領(lǐng)域繼續(xù)突破,讓更多成果走出實(shí)驗(yàn)室,真正實(shí)現(xiàn)利國利民。