图片 1

12月19日,大连一场纷飞的瑞雪,给人以纯净般的透彻,一条激动人心的消息,让我校师生倍感振奋——化工与环境生命学部蹇锡高教授当选为中国工程院院士。获知喜讯,蹇锡高院士却显得很平静,他说:“我长年研究高分子材料,一个人如果有自己想干的事业,就是幸福的。”

作为全世界举办历史最长、规模最大的发明展之一,日内瓦国际发明展与德国纽伦堡发明展、美国匹兹堡发明展并列世界三大发明展。在今年第44届日内瓦国际发明展展会上,我校蹇锡高院士团队的专利项目“含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚腈砜及其制备法”凭借成果的创新性和显著的产业化应用获得了该展会的特别嘉许金奖。该奖项的获得不仅是对此项成果“国际首创,具有原始创新性的达到国际领先水平的科研成果”的认可,更是对其能够突破技术难点、实现产业化生产的嘉奖。不过,对蹇锡高院士来说,与获得的众多奖项相比,能够真正实现产业化生产、振兴民族工业、为国家建设服务,才是对他最大的褒奖。

人类文明的发展史,就是一部学习利用材料、制造材料、创新材料的历史。每一项新材料技术的应用,都将给社会生产和人类的生活带来巨大改变,把人类社会推向前进。

在众多奖项中,蹇锡高有两项成果足够耀眼:2003年,他带领团队以“含二氮杂萘酮联苯结构新型聚醚砜酮及其制备法”荣获国家技术发明奖二等奖。时隔8年,他们又以“杂萘联苯聚醚腈砜系列高性能树脂及其应用新技术”研究成果再度折桂,斩获2011年国家技术发明二等奖。

图片 2

新材料作为国民经济先导性产业和高端制造及国防工业等关键保障,是各国战略竞争的焦点。作为我国七大战略性新兴产业之一,新材料是整个制造业转型升级的产业基础。

图片 3

聚芳醚腈砜是一种高性能工程塑料。“鱼与熊掌不可兼得”这句话则形象地描述了传统高性能工程塑料耐热性和溶解性存在的反向变化关系,也就是耐热性越好其溶解性越差。对于有机高分子材料专家来说,研制开发既耐高温又可溶解的高性能工程塑料,实现低成本可控制备,是他们追求的目标。蹇锡高院士团队经过十多年的攻关,终于突破传统工程塑料不能兼具耐高温可溶解的技术难题,从分子结构设计出发,将全芳环、扭曲非共平面二氮杂萘酮结构引入到聚芳醚腈分子主链,成功开发耐高温可溶解、综合性能优异的新型杂环高性能工程塑料新品种,合成工艺完全“绿色化”,实现低成本可控制备。该发明打破了西方国家在高性能工程塑料领域的的长期垄断地位,且推动了我国高性能工程塑料及相关产业的发展,创造了可观的社会和经济效益。

很多人形象得把材料科学称之为大国柱石。在大国崛起的历史进程中,那些为国筑基的科学家们,注定是这个时代最为耀眼也最为明亮的星辰,那是一个民族狂飙突进的标志。

在高分子材料合成、改性及其加工应用新技术研究领域拼搏几十年,以其丰厚的成果造福社会,惠及经济发展,蹇锡高付出了怎样的艰辛与努力?

高性能工程塑料是二十世纪60年代在国际军备竞赛背景下发展起来的,是航空航天、核能等高技术和国防军工不可或缺的重要材料。1990年回国后,蹇锡高院士看到对国家重大工程领域及国防安全有重要保障作用的高性能工程塑料一直受到发达国家垄断,并对我国禁运的现状,他果断调整了研究方向,转向研究高性能工程塑料。这一做就是三十多年。蹇锡高院士认为,新技术和新材料发明最难的是如何真正把技术转化为产品。他带领团队反复探索,对团队提出:“我们要走出从实验室到工厂,从工厂到市场的科研路子,为振兴民族工业尽一份力。”在他的要求下,团队开发的三个系列十多个品种都实现了规模化生产。“我们不仅有实验室合成研究基地,而且有年产100吨规模的中试研究开发基地和高性能树脂深加工示范研究中心,形成了研究、开发、生产、销售‘一条龙’。这样可以大大缩短新技术、新产品产业化及市场开拓的时间。”蹇锡高院士介绍说。

“我们经常谈中国梦,我们国家要实现中国梦,要在新材料领域实现突破,高分子材料是其中非常重要的领域。”铿锵有力的话语透漏着蹇锡高院士对中国材料发展的坚定信念。

幸运,让他常怀感恩

图片 4

高分子材料作为三大基础材料之一,具备轻质、高强、耐腐蚀等特点,应用领域非常广泛,也是国防装备领域不可或缺的材料。

蹇锡高多次说,自己很幸运,其中包括两层含义:一是大连理工大学培养了他,使他能有所成就。他认为只有努力工作,才能有回报;还有就是有幸能够得到恩师的悉心指导,没有迷失方向。

现在蹇锡高院士团队研制的新型杂环高性能工程塑料及其深加工产品,如航天用耐高温隔热涂料、电子电器用耐高温特种漆包线、高频覆铜板、油田用加热电缆、新能源用阴离子交换膜等,已在航空航天、核能、电子电气、精密机械、石油化工、汽车运输等领域广泛应用。“下一步,我们一方面会继续从分子结构设计角度,开发耐热等级更高的高性能工程塑料品种,另一方面,我们将现有产品推广应用到更多领域,比如研发烟囱除尘用耐高温无纺布,就像是给烟囱戴上‘口罩’,这样就可以一定程度减少pm2.5的排放了……”蹇锡高院士风趣地说。不久的将来,高性能工程塑料将在高速飞行器上使用量越来越大,成为高速飞行器实现轻量化、远航程、节能的重要材料,同时还将推广到更多的民用领域,甚至推广应用于骨移植材料等医用领域,为促进相关行业升级换代做出更大贡献。

大连理工大学化工与环境生命学部

蹇锡高出生在重庆江津,是一位农民的儿子。1964年,他走出乡村,考入我校化工系高分子材料专业。从此,与大工相依相伴40多个春秋。

在高性能高分子材料领域,蹇锡高院士是具有划时代意义的代表性人物。蹇锡高院士与高分子材料结缘是在上世纪60年代,毕业于大连工学院高分子化工专业的蹇锡高当时科研方向是橡胶领域。1986年“863计划”开展以后,一些专家提出我们国家要发展先进技术,其中就提到了高性能高分子材料。“所以当时我出国学习时就有比较明确的指导思想,在国外也是跟着导师研究高性能高分子材料。”

采访中,他还给记者郑重地写出了12位老师的名字,说这些老师对他的影响和教诲让自己难以忘怀,主要是治学严谨,无私奉献的精神对他影响很大。自己做了老师后,一直都在用这样的态度对待工作,要求学生。

1990年回国后,蹇锡高院士专注于对国民经济和国防建设具有重大影响的新型高性能工程塑料及其应用技术开发研究,先后主持并完成十多项国家重点科技攻关项目、“863”项目、国家重点军工配套项目、“973”项目、国家自然科学基金项目、科技部创新基金项目、火炬计划项目、振兴东北老工业基地高技术产业化示范工程项目及省、市重大科技攻关项目等。

蹇锡高1969年毕业留校任教后,长期从事高分子材料合成、改性及其加工应用新技术研究。在高性能工程塑料、高性能树脂基复合材料、耐高温特种绝缘材料、涂料、耐高温高效功能膜等领域做出了重大创造性成就和贡献。先后主持完成国家重点科技攻关、“863”、
“973”项目子课题、国家自然科学基金、科技部创新基金、火炬计划、振兴东北老工业基地项目、省市重大科技攻关及产业化项目等30余项。获得包括2003年度国家技术发明二等奖和2011年度国家技术发明二等奖在内的十余项省部级以上科技奖励,获评国家有突出贡献中青年专家、省优秀专家等多项荣誉称号。

几十年磨一剑,结出了累累硕果。蹇锡高院士带领团队埋头苦干,攻破一个又一个技术难题,实现一项又一项技术创新,成功研制结构全新的系列新型杂环高性能工程塑料。

蹇锡高还先后培养出70多名硕士研究生、70多名博士研究生、2名博士后,由他指导的一篇博士论文曾获全国百篇优秀博士论文提名。

回忆当时的研发背景,蹇锡高院士表示,当年国家大力发展高科技,高速飞行器、运载火箭、高集成度的电子电气等工程技术的飞跃发展对高分子材料的耐热性等性能提出了越来越高的要求。“60年代到70年代,中国的高性能工程塑料还基本是一片空白状态,高性能工程塑料技术基本掌握在发达国家的手里。”

幸福,让他工作起来乐此不疲

在众多奖项中,蹇锡高有两项成果十分耀眼:2003年,他带领团队以“含二氮杂萘酮联苯结构新型聚醚砜酮及其制备法”荣获国家技术发明奖二等奖;时隔8年,他们又以“杂萘联苯聚醚腈砜系列高性能树脂及其应用新技术”研究成果再度折桂,斩获2011年国家技术发明二等奖。蹇锡高院士团队已获得三十项发明专利,这些成果已广泛应用于航空航天、电子电气、石油化工、精密机械、车辆、舰船、能源、环保等领域。为中国的高性能高分子材料产业发展提供了重要的技术支撑。

其实,从事科学研究的人,并非只知埋头钻研,不食人间烟火的书呆子。蹇锡高虽已年过花甲,但精神矍铄,笑声朗朗,很善谈,很风趣。

走出实验室,走进工厂的产业大格局

他对幸福感有自己独到的理解:“我常跟自己的学生讲,不要以为学习和工作是苦差事,一个人如果有自己想干的事业,就是幸福的,如果能够有所成就,就是最大的幸福。”他还打了个通俗的比喻:足球运动员在场上奔跑挥汗如雨,与场下坐冷板凳的替补队员相比,他们非常辛苦,但他们有成就感,因为体现了自身价值。而坐冷板凳的队员是不会有这种幸福感的。

因为蹇锡高院士团队等国内科研工作者的不懈努力,中国在高性能工程塑料领域向前迈进了一大步。蹇锡高院士的成就不仅仅在于发表多少学术论文,更重要的是,他将目光聚焦于助推产业发展的格局上。

所以,多年来,对蹇锡高来说,没有什么比让他研究高分子与高性能材料更加快乐和满足的了,他乐此不疲。

据蹇锡高院士回忆,早在上世纪60年代至70年代,跨国公司垄断着高性能工程塑料技术,其中典型的品种是聚醚醚酮,由英国ICI公司发明,其纯树脂可在240℃条件下长期使用,但室温下只溶于浓硫酸,因而存在合成条件比较苛刻,提纯困难,成本很高的问题,而且在某些应用领域也受到一定的限制。研发耐热等级更高又可溶解的新型高性能工程塑料成为材料科学界和工程界都亟待解决的问题之一。

工作中,他很善于调整心态,遇到问题从不犯愁,失败了从头再来,常常一笑了之。无论是担任我校高分子研究所所长,还是辽宁省高性能树脂工程技术研究中心主任,蹇锡高都凭借这种执著和乐观精神,一次又一次攻克难关,最终在高性能工程塑料研究领域不断获得丰硕成果。

在国外学习期间,蹇锡高院士一直跟随导师在研发耐热等级更高又可溶解的新型高性能工程塑料,但很多新型结构的高性能聚合物虽然拥有非常好的物理性能,但其均停留在实验室阶段,没有实现工程化。

在他的时间表上,没有节假日,一年除从事教学科研工作,指导学生外,大部分时间都用来从事产学研合作,与企业共谋技术研发。

“料要成材,材要成器,器要好用。”路涌祥院士的至理名言一直被蹇锡高院士奉为珍宝。在他看来,科研人员要从实验室走向工厂,从工厂走向市场。实现耐高温、可溶解高性能工程塑料的规模化生产成为当时蹇锡高院士奋斗的目标。

在团队中,失败时,他们不离不弃;成功时,他们互相鼓励。每一次登上领奖台,蹇锡高总会说:“荣誉不是我一个人的,我只做了自己应该做的那一份工作,这是团队集体的智慧结晶。”

回国后的蹇锡高院士带领团队从分子结构设计出发,研制成功结构全新、综合性能优异、耐高温可溶解的杂萘联苯型高性能工程塑料,解决了传统高性能工程塑料不能兼具耐高温可溶解的技术难题。同时,他带领团队从小试技术到中试技术,攻克了多项聚合的关键技术,蹇院士利用4年多工程设计积累的经验,自己设计合成工艺及其装备,全部合成均在常压下进行,且合成温度不超过200℃,最终产物经过水洗三遍即可达到工程材料的要求,且全过程的溶剂、催化剂等均回收循环利用,最终实现了低成本制备的工艺技术。

兴趣,让他对科研始终保有一种追求

蹇锡高院士介绍,新型杂环高性能工程塑料从90年代就开始进行小试,并在2000年期间实现了年产100吨的中试放大装置,2005年实现年产500吨的装置,均是一次试车成功。

研究高分子材料是伴随蹇锡高工作生涯以来最重要的事业,从最初起步到今天屡获各种奖项,已然成就卓著,但一路走来,他更看重对目标的选定和追求的过程。

事实上,蹇锡高院士所筹谋的不仅仅是重大技术的突破,更是从产业出发,为国内材料工业的发展开辟崭新的道路。蹇锡高院士经常对他团队成员说:“我们要走从实验室到工厂,从工厂到市场的科研路子,为振兴民族工业尽一份力。”在他这一思想的指导下,蹇锡高院士及其团队成员与国内多家企业合作创新,攻克企业生产难题,走出了一条“产学研”三位一体迅猛发展的崭新产业路径。

他话语轻松:“如果简单地说,这也是兴趣使然,它让我始终能够对科学研究保持一种求索的态度。”

创新应用场景 新型杂环高性能工程塑料用途拓展

多年来,蹇锡高瞄准高分子材料科学前沿,坚持自主创新。自从1990年回国后,他看到对国家重大工程领域及国防安全有重要保障作用的高性能工程塑料一直受到发达国家垄断,并对我国禁运的现状,抓紧调整研究方向,开始投入研究高性能工程塑料,一做就是近三十年,秉承不达目标绝不放弃的毅力和决心。

蹇院士说高性能工程塑料具有耐高温、高强度、高绝缘、耐辐照等优异综合性能,属于战略性新材料。新型杂环高性能系列树脂已经成功用于高性能热塑性树脂基复合材料、耐高温耐强腐蚀绝缘材料、耐高温涂料、耐高温高效功能膜、电池材料、生物医疗材料等领域。

针对高性能工程塑料领域存在的关键科学问题,蹇锡高带领团队反复探索,在国家科技攻关、十五“863”计划以及省市项目的支持下,从分子结构设计出发,将全芳环、扭曲非共平面的二氮杂萘酮联苯结构成功引入到聚芳醚分子主链,并通过相应聚合工艺技术攻关,攻克了多项关键技术,研制成功结构全新、综合性能优异、耐高温可溶解的杂萘联苯型高性能工程塑料,解决了传统高性能工程塑料不能兼具耐高温可溶解的技术难题。

例如,蹇锡高院士团队成功开发的耐高温自润滑耐磨复合材料,其摩擦系数与PTFE相当,但磨损系数降低一个数量级,已应用于各种密封件、摩擦件,得到用户高度评价。可注射的短玻纤增强复合材料在150℃条件下的拉伸强度在105MPa以上,是同类PEEK复合材料的拉伸强度的1.5倍。以高性能杂萘联苯聚芳醚类树脂为基体原料研制成功的高性能耐辐照、耐高温绝缘漆、膜及涂料具有优异的综合性能,可在350℃条件下长期使用,可在500℃短期使用。

2003年,蹇锡高带领团队完成了“含二氮杂萘酮联苯结构新型聚醚砜酮及其制备法”,该项研究成果打破了西方国家在高性能工程塑料领域技术和材料上的长期垄断,是目前耐热等级最高的可溶性聚芳醚新品种,加工方式多样,性价比优。经专家鉴定,确认为“国际首创,是一项具有原始创新性达到国际领先水平的科研成果”,已实现产业化。

另外,蹇锡高院士团队以PPESK为膜材料开发的耐高温高效分离膜经中科院大化所膜技术国家工程研究中心测试,可广泛用于气体分离、工业废水处理等领域。以改性新型杂环高性能树脂为原材料开发的膜材料可用于燃料电池用质子、储能电池、海水淡化等领域。

获得2011年度国家技术发明二等奖的
“杂萘联苯聚醚腈砜系列高性能树脂及其应用新技术”,则是对2003年获奖成果的提升,不但在耐热温度上有显著提高,而且应用领域更加宽泛。

此外,蹇锡高院士还在积极探索新型杂环高性能工程塑料的创新应用领域,其中3D打印生物医疗是目前蹇锡高院士比较看好的领域之一。蹇锡高院士表示,相比于大多数昂贵的进口医用器材,新型杂环高性能工程塑料不仅价格更低,而且带有环酰胺结构的杂环,与人体相容性会更好,目前这一研究也已经得到证实。

兴旺,为了民族工业的强盛

“科研人员要向高端、关键新材料发展”

讲到自己的新技术和新材料发明,蹇锡高认为最难的是如何真正把技术转化为产品。蹇锡高对他的团队提出:“我们要走出从实验室到工厂,从工厂到市场的科研路子,为振兴民族工业尽一份力。”

中国已经是材料大国,但还不是材料强国。

蹇锡高很自信地说:“我们不仅有实验室合成研究基地,而且有年产100吨规模的中试研究开发基地和高性能树脂深加工示范研究中心,形成了研究、开发、生产、销售‘一条龙’。这样可以大大缩短新技术、新产品产业化及市场开拓的时间。”

4月16日晚间,美国商务部宣布,因为中兴曾向美国官员作虚假陈述,将禁止中兴向美国企业购买敏感产品,禁令有效时间为7年,到2025年3月31日才能解除,这就也意味着7年内美企不能向中兴提供产品。

正是抱定振兴民族工业的使命感,多年来,蹇锡高率领团队开发的三个系列十多个品种实现了规模化生产。产品不仅耐高温、高强度、高绝缘耐辐照,综合性能优于传统高性能工程塑料品种,而且成本相对较低。不仅在高技术尖端领域应用,还可广泛推广到众多的民用领域。敢于向传统高性能工程塑料品种挑战,开发出的杂环聚芳醚树脂及其复合材料、功能膜材料、绝缘材料、涂料等与传统品种相比,物美价廉。

事实上,除了芯片外,中国在很多领域都受到关键材料的掣肘。

结合生产搞科研是蹇锡高的准则。他不赞成从纸面到纸面的科研工作,也不单纯追求填补空白,而是更注重科研成果为国家建设服务。目前,他们开发的多项技术和产品已经实现产业化,促进了相关领域产品技术升级换代,推动了我国高性能工程塑料及相关产业的发展,其深加工产品已广泛应用于航空航天、电子电气、核能、石油化工等领域,还远销欧洲、美国、韩国、日本等国家和地区。

我国制造了电热水壶中99%
的设备和零部件,却就是无法制造自动跳闸断电的小小弹簧片,制造100把水壶,还不如英国制造一个小弹簧片的利润高。多年来我国制造业虽然发展迅速,目前大批核心关键材料仍需依赖进口,我国关键新材料自给率仅为14%。

瑞雪兆丰年。今天,蹇锡高荣膺院士,为大连理工大学科学研究发展增添了浓墨重彩的一笔,他感激感谢这里有着良好的科研环境和学术氛围;他更是幸福的,用无怨无悔的追求和卓越的成就书写了自己壮美的人生。

“中兴事件给我们的启发就是我们核心的高端的关键材料,必须依靠自主研发,不能抱有侥幸心理。不仅要创新还要引领创新。”蹇锡高院士认为,中国未来材料发展,尤其是高分子材料领域,要不断突破尖端的,高水平研究。我们目前是材料的消费大国也是生产大国,但在高端新材料领域我们还处于比较落后。加速核心技术、关键材料、关键零部件的研发与制造已成为中国制造业发展的重中之重。

研发没有尽头,蹇锡高院士笑称,他做了一辈子高性能工程塑料,但仍然还在前进的路上。据了解,蹇锡高院士团队目前正承担新的课题,不断探索及开发高分子材料新的神奇功能。

不居功,不自傲。半生为国筹谋,立志为国筑基,蹇锡高院士以一位材料科学家的智慧与格局,为中国材料产业与制造业的发展探索前进的路径。他用自己的执着和热血,把一个科研人的忠贞爱国,表现得淋漓尽致。

相关文章