緩解新材料“卡脖子”問題人人有責(zé)

在“百年未有之大變局”的時(shí)代背景下，每一個(gè)為“中華復(fù)興”而奮斗的中堅(jiān)力量都顯得格外重要，他們的每一個(gè)舉動似乎都將成為一道歷史印記。

而攻關(guān)日益緊迫的各種“卡脖子”問題，就是這些中堅(jiān)力量目前的首要使命。

“高校應(yīng)該在教育培養(yǎng)模式上進(jìn)行創(chuàng)新，讓教育實(shí)踐更接地氣，為國家和企業(yè)培養(yǎng)針對性強(qiáng)的專業(yè)人才；同時(shí)，高?？蒲泄ぷ髡叩难芯糠较蛞矐?yīng)與國家或地方需求相適應(yīng)，及時(shí)解決當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)升級問題?！鄙钲诖髮W(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院李翠華書記對“卡脖子”問題深有感觸。

她所在的這座城市，是中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的代表之一，國際上關(guān)于中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的任何風(fēng)吹草動都能在這座城市掀起“蝴蝶效應(yīng)”。更何況，近年來以中興、華為、大疆等為代表的“卡脖子”事件幾乎隔三差五上頭條。

深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院（下稱“化環(huán)學(xué)院”）作為推動我國新材料行業(yè)大發(fā)展的新銳基地，在人才培養(yǎng)、產(chǎn)學(xué)研融合、推動科技成果產(chǎn)業(yè)化等方面有著重要貢獻(xiàn)。為詳細(xì)了解高校在我國材料行業(yè)發(fā)展中的重要作用，介紹化環(huán)學(xué)院在科研人才培養(yǎng)、技術(shù)傳承、改革創(chuàng)新中的經(jīng)驗(yàn)，《大國之材》近日對話了化環(huán)學(xué)院李翠華書記，就此展開詳細(xì)訪談。

01

打造中國化學(xué)材料與科技創(chuàng)新基地

深圳大學(xué)化環(huán)學(xué)院成立于2006年8月，傳承于1985年建立的深圳大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系和1995年建立的深圳大學(xué)師范學(xué)院化學(xué)與生物學(xué)系。自建院初，學(xué)院就堅(jiān)持“教學(xué)為立校之本，科研是強(qiáng)校之路”的辦學(xué)思想，以建設(shè)教學(xué)科研并重型學(xué)院為目標(biāo)。經(jīng)過幾代深大師生的努力，學(xué)院化學(xué)學(xué)科于2018年進(jìn)入了ESI全球前1%，國際排名200名內(nèi)，國內(nèi)排名第33位。

李翠華表示，學(xué)院通過自主培養(yǎng)及重點(diǎn)引進(jìn)，建設(shè)了雄厚的師資隊(duì)伍，共有博士生導(dǎo)師18名，中科院院士1名、國家特聘教授1名、國家杰青1名、青年長江1名、國家優(yōu)青1名、省級各類人才9名、深圳市高層次人才40名。學(xué)院現(xiàn)有化學(xué)、化學(xué)（師范）、食品科學(xué)與工程、環(huán)境工程、新能源科學(xué)與工程專業(yè)，在校本科生近900人。學(xué)院擁有化學(xué)一級學(xué)科碩士學(xué)位點(diǎn)（理學(xué)）與化學(xué)工程專業(yè)學(xué)位碩士點(diǎn)，獲批深圳大學(xué)首批學(xué)科交叉融合聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)術(shù)型碩士研究生平臺。

學(xué)院的化學(xué)學(xué)科已對深圳市在新材料、節(jié)能環(huán)保、生物醫(yī)藥等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了有力支撐。主要學(xué)科方向涵蓋全部化學(xué)二級學(xué)科，并積極開展新興交叉研究方向，包括：無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)與物理等。

與此同時(shí)，學(xué)院立足于化學(xué)這一中心學(xué)科，以與材料、生命、能源、環(huán)境多學(xué)科交叉融合為特點(diǎn)，發(fā)展了一系列特色的研究方向，包括：生物智能傳感、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)診療、分子與細(xì)胞成像等生化分析研究；高分子溶液、高性能纖維、高分子表界面等研究；面向新型能源存儲材料和能源轉(zhuǎn)化相關(guān)的無機(jī)材料化學(xué)與催化化學(xué)研究；面向水、氣、固等生態(tài)污染物的環(huán)境修復(fù)化學(xué)等。

李翠華表示，化環(huán)學(xué)院即將啟動的“化學(xué)+X”交叉學(xué)科建設(shè)計(jì)劃，旨在探索高校與高新技術(shù)企業(yè)、重要研發(fā)機(jī)構(gòu)的新型合作模式，積極發(fā)揮現(xiàn)有人才隊(duì)伍和學(xué)科優(yōu)勢，為社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供更加重要的智力支持。

經(jīng)過十余年發(fā)展，如今的深大化環(huán)學(xué)院已發(fā)展為我國化學(xué)材料培養(yǎng)與科技創(chuàng)新的重要基地之一。

02

“因地制宜”“因材施教”

當(dāng)下，正值粵港澳大灣區(qū)和深圳先行示范區(qū)建設(shè)“雙區(qū)驅(qū)動”的重大歷史機(jī)遇。地處改革先行區(qū)的深大對高校“產(chǎn)學(xué)研用”的融合格外重視，甚至大有示范之舉。

近5年來，深大化環(huán)學(xué)院共承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、面上項(xiàng)目、青年科學(xué)基金項(xiàng)目、國際(地區(qū))合作與交流項(xiàng)目等縱向課題188項(xiàng)，其中省部級以上課題100項(xiàng)，累計(jì)科研經(jīng)費(fèi)1.27億元。在J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed.等國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文1023篇，其中SCI論文897篇，高被引論文21篇；獲省級自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省級教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、深圳市獎(jiǎng)勵(lì)2項(xiàng)。

近年來，國際貿(mào)易摩擦不斷，這對我國新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了更大的挑戰(zhàn)，尤其是在一些行業(yè)中存在著“卡脖子”問題的材料。李翠華舉例道，對粵港澳大灣區(qū)而言，電子化學(xué)品材料占據(jù)重要位置，但梳理后發(fā)現(xiàn)，大部分電子化學(xué)品原材料都依賴進(jìn)口。

對此，李翠華直言不諱道：“高校應(yīng)該在解決‘卡脖子’問題上發(fā)揮更大作用，高等教育的第一目標(biāo)是培養(yǎng)人才，另一方面就是高校教師在新材料領(lǐng)域的基礎(chǔ)研發(fā)?！?/p>

談及中國材料發(fā)展現(xiàn)狀，李翠華認(rèn)為目前我國材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展有鮮明特點(diǎn)：“大而不強(qiáng)，大而不精”。就拿纖維產(chǎn)業(yè)而言，2000年左右我國合成纖維產(chǎn)量就位列全球第一，并一直持續(xù)到現(xiàn)在，但在高性能纖維產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，性能卻一直比國外產(chǎn)品低至少一代。

李翠華表示，為助力國家新材料的發(fā)展，高校應(yīng)該在教育培養(yǎng)模式上進(jìn)行創(chuàng)新，讓教育實(shí)踐更接地氣，專業(yè)方向特色更加鮮明，為國家和企業(yè)培養(yǎng)針對性強(qiáng)、上手快的專業(yè)人才；同時(shí)，高?？蒲泄ぷ髡叩难芯糠较蛞矐?yīng)與國家或地方需求相適應(yīng)，不能大家都去追熱點(diǎn)，一窩蜂上，最后只留下一堆論文，卻不能真正解決產(chǎn)業(yè)的問題。

“因地制宜，因材施教?！鄙钲谠谶@方面的經(jīng)驗(yàn)可謂枚不勝舉。深大作為深圳格外重視高等院校，直接繼承了這一務(wù)實(shí)作風(fēng)。

據(jù)悉，深大化環(huán)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室總建筑面積約10000平方米，儀器設(shè)備原值近9500萬元。目前已建設(shè)的重點(diǎn)科研平臺包括：廣東省柔性可穿戴能源與器件工程技術(shù)研究中心、深圳市功能高分子重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、深圳市新型鋰離子電池與介孔正極材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、深圳市石墨烯/磷酸鐵鋰復(fù)合正極材料及動力電池工程實(shí)驗(yàn)室、基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、現(xiàn)代儀器分析測試中心等。

化環(huán)學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室研究方向與深圳的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，可謂不謀而合。

03

緩解新材料“卡脖子”問題人人有責(zé)

“高校定位導(dǎo)向只是其一，科研工作者個(gè)人也應(yīng)在新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展中有所擔(dān)當(dāng)。”李翠華表示，積極調(diào)整研究方向，與廣東、深圳的地方需求相結(jié)合，開展針對性的研究，大家共同努力緩解新材料“卡脖子”問題，是作為高校科研工作者的責(zé)任之一。 在談及凝膠聚合物固態(tài)電解質(zhì)、離子液體等研究項(xiàng)目時(shí)，李翠華深有觸動。 近年來，電動汽車及便攜式電子設(shè)備等產(chǎn)品在日常生活中越來越普及，社會對電池儲能密度的要求越來越高。 鋰離子電池具有能量密度大、無記憶效應(yīng)、環(huán)境友好且自放電小等優(yōu)點(diǎn)，目前是國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的一類儲能裝置。而商用有機(jī)碳酸酯基電解質(zhì)由于具有極高的離子電導(dǎo)率和對電極的極佳潤濕性等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最為廣泛的電解質(zhì)，但也存在易泄漏、腐蝕性強(qiáng)、易燃易爆等缺點(diǎn)。 李翠華團(tuán)隊(duì)正是著眼于未來需求，一直在尋找高安全性的電解質(zhì)材料。 凝膠聚合物電解質(zhì)具有優(yōu)異的電化學(xué)性能及高安全性，將是取代有機(jī)電解液成為新一代高性能鋰電池的理想材料。該項(xiàng)技術(shù)結(jié)合了全固態(tài)電解質(zhì)內(nèi)聚性和液態(tài)電解質(zhì)易擴(kuò)散性的優(yōu)點(diǎn)，但大量液態(tài)增塑劑的加入雖然提高了凝膠聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率，卻犧牲了聚合物基質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度化學(xué)穩(wěn)定性，降低了鋰電池的安全性和使用壽命。這種矛盾使目前凝膠聚合物電解質(zhì)的研究停留在實(shí)驗(yàn)室階段。 長遠(yuǎn)來看，凝膠聚合物電解質(zhì)不僅要成為具有良好電化學(xué)性能和熱穩(wěn)定性的元件，而且還需與新一代高性能電極材料匹配，組成新一代的高性能儲能設(shè)備。因此，多功能性凝膠聚合物電解質(zhì)將是未來高性能電解質(zhì)的發(fā)展方向。 目前，李翠華團(tuán)隊(duì)以離子液體作為增塑劑，有效提高了凝膠聚合物電解質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性、安全性和使用壽命。 工作之外，李翠華比較喜歡爬山和快走。“周末的時(shí)候我早上一般都會去爬蓮花山，這個(gè)習(xí)慣已經(jīng)堅(jiān)持6-7年了，既鍛煉身體又放松身心。” 采訪最后，李翠華分享了她最欣賞的一句話與材料學(xué)子共勉：“材高知深，料遠(yuǎn)若近”。此外，她也希望深圳材料領(lǐng)域的學(xué)子們在深圳新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展中更有擔(dān)當(dāng)，與廣東、深圳的地方需求相結(jié)合，開展針對性的研究，為解決或緩解新材料“卡脖子”問題貢獻(xiàn)自己的青春和力量。

【個(gè)人介紹】

李翠華，女，博士，教授，深大化環(huán)學(xué)院黨委書記，碩士生導(dǎo)師。2000年畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，主要從事離子液體、鋰離子電池電解液等領(lǐng)域研究。擔(dān)任國家自然科學(xué)基金通訊評審專家、深圳市發(fā)改委高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)評審專家、深圳市科技創(chuàng)新委員會評審專家，主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、廣東省教育廳基金項(xiàng)目、深圳市科技計(jì)劃項(xiàng)目等近20項(xiàng)課題，申請國家發(fā)明專利5項(xiàng)，在Advanced Functional Materials, Journal of Membrane Science, Journal of Power Sources等期刊上發(fā)表SCI論文100余篇。