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先进材料被禁运,他立志要填补中国高分子材料短板

2021-10-22   人民日报   阅读量:145

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    在西北油田的一次换装深井采油抽油管的采购竞标中,来自中、外不同研发机构的产品竞争激烈。

    想要胜出很不容易,因为这些即将“上岗”的井采油抽油管,得满足一系列严格的要求:耐用、耐高温、高强度、耐强腐蚀……

    最终,采用“老牌主流”PEEK(聚醚醚酮)的英国材料被淘汰出局,胜出的是一款全新的中国材料。

    这款材料出自大连理工大学高分子材料研究所,由有机高分子材料科学家蹇锡高带领团队研发而成。对于这个结果,团队成员并不感到意外,因为目前“国际上在做耐高温有机高分子材料领域里面,我们(中国)是处于TOP领域,在前沿的。”

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蹇锡高

    让中国的高分子材料不再空缺

    10月6日,美媒报道,美国又向中国实施了一项禁运措施。这回禁止的是核放射性材料,以及氢的同位素氘。

    2018年,中国工程院院士干勇曾一针见血地指出:“芯片之争就是材料之争,对‘卡脖子’材料的突破迫在眉睫!”

    事实上,我国在高端材料上遭遇“封锁”由来已久。从20世纪50年代起,“巴统组织”就在对中国进行技术封锁,其中就包括高性能高分子材料,比如上文中提到的PEEK。

    “过去我们连汽车都很少”,少年蹇锡高看中了高分子材料的“新”,觉得“新”就意味着“稀缺”。从小想做科学家的他,希望能够做一些国家需要的事情,后来,这个目标逐渐明确成“要改变中国高分子材料空缺的现状”。

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    上世纪六七十年代,国外的高性能工程塑料虽然耐高温,但也存在难溶解、合成条件苛刻、提纯困难、成本高等缺陷。如何获得耐热等级更高、易溶解的新型高性能工程塑料成为材料科学界和工程界亟待解决的问题之一。

    在当时的技术条件下,耐高温和可溶解,很难兼顾。一般来说,材料越耐高温,溶解性就越差。

    怎么能打破这两个性能之间的“次元壁”,成了蹇锡高在国外留学期间琢磨最多的问题。80年代末,经过反复实验,他验证了自己的设想:通过改变合成材料的分子结构,真的可以达成这个目的。

    回国后,仅仅两年,蹇锡高就带领团队成功研制出了全新的耐高温、可溶解新型杂环高性能工程塑料,而且将曾经的五步反应缩短到了两步,成本也大大降低。

    这样的高性能材料,此前,国际上从未有人做出过。更重要的是,研发过程中,他采用的原材料也都是国产。这无疑打破了西方国家在高性能工程塑料领域技术和材料领域的长期垄断地位。

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大连理工大学化工学院教授王锦艳介绍蹇

    料要成材,材要成器,器要好用

    2003年和2011年,蹇锡高团队两度获得国家技术发明奖。该奖项的入选“硬标准”之一,就是"已经实施转化和产业化,并取得比较显著的经济和社会效益"。

    “我们所有的发明,不要只局限在我们自己的实验室里。最后我们一定要把它变成真正的材料。把它变成我们能够用到的东西。”蹇锡高强调道。

    “有用”,是蹇锡高极为看重的科研原则。“料要成材,材要成器,器要好用”——几十年来,这12个字,已经刻入整个团队的基因中,成了他们的“团魂”。

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    没有设备,他们就自己造!至今,团队中试基地还运行着一座诞生于1998年的中试装置。从这里生产出来的一系列耐高温、可溶解的有机高分子材料,仍然是世界上独一无二的。

    “从实验室到工厂,从工厂到市场”,蹇锡高走通了一条“开发-生产-应用”一条龙配套发展的科研路。如今,他们已经拥有年产100吨规模的新型高性能树脂合成中试基地、年产500吨规模的工程化生产装置和高性能树脂及其复合材料深加工应用示范研究中心,甚至在建设更大规模的生产线。

    曾经有外国机构想要高价收购他们自主研发的装置,都被蹇锡高婉拒。在他看来,科技强国才能挺起民族脊梁,“我的科研成果能为祖国发展效力,比什么都重要”。

    但即便今非昔比,蹇锡高也始终保持着清醒。毕竟,在高性能高分子材料上,我国取得重大突破是真的,尖端、高端材料上短板仍在,也是真的。而只要国家还有需求,他就愿意一直干下去,乐此不疲。

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指导学生