緩解新材料“卡脖子”問題人人有責

在“百年未有之大變局”的時代背景下，每一個為“中華復興”而奮斗的中堅力量都顯得格外重要，他們的每一個舉動似乎都將成為一道歷史印記。

而攻關日益緊迫的各種“卡脖子”問題，就是這些中堅力量目前的首要使命。

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

她所在的這座城市，是中國高新技術產(chǎn)業(yè)的代表之一，國際上關于中國高新技術產(chǎn)業(yè)的任何風吹草動都能在這座城市掀起“蝴蝶效應”。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。

深圳大學化學與環(huán)境工程學院（下稱“化環(huán)學院”）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)學研融合、推動科技成果產(chǎn)業(yè)化等方面有著重要貢獻。為詳細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)學院在科研人才培養(yǎng)、技術傳承、改革創(chuàng)新中的經(jīng)驗，《大國之材》近日對話了化環(huán)學院李翠華書記，就此展開詳細訪談。

01

打造中國化學材料與科技創(chuàng)新基地

深圳大學化環(huán)學院成立于2006年8月，傳承于1985年建立的深圳大學應用化學系和1995年建立的深圳大學師范學院化學與生物學系。自建院初，學院就堅持“教學為立校之本，科研是強校之路”的辦學思想，以建設教學科研并重型學院為目標。經(jīng)過幾代深大師生的努力，學院化學學科于2018年進入了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，學院通過自主培養(yǎng)及重點引進，建設了雄厚的師資隊伍，共有博士生導師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。學院現(xiàn)有化學、化學（師范）、食品科學與工程、環(huán)境工程、新能源科學與工程專業(yè)，在校本科生近900人。學院擁有化學一級學科碩士學位點（理學）與化學工程專業(yè)學位碩士點，獲批深圳大學首批學科交叉融合聯(lián)合培養(yǎng)學術型碩士研究生平臺。

學院的化學學科已對深圳市在新材料、節(jié)能環(huán)保、生物醫(yī)藥等相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了有力支撐。主要學科方向涵蓋全部化學二級學科，并積極開展新興交叉研究方向，包括：無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、高分子化學與物理等。

與此同時，學院立足于化學這一中心學科，以與材料、生命、能源、環(huán)境多學科交叉融合為特點，發(fā)展了一系列特色的研究方向，包括：生物智能傳感、精準醫(yī)學診療、分子與細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)化相關的無機材料化學與催化化學研究；面向水、氣、固等生態(tài)污染物的環(huán)境修復化學等。

李翠華表示，化環(huán)學院即將啟動的“化學+X”交叉學科建設計劃，旨在探索高校與高新技術企業(yè)、重要研發(fā)機構的新型合作模式，積極發(fā)揮現(xiàn)有人才隊伍和學科優(yōu)勢，為社會發(fā)展和經(jīng)濟建設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)學院已發(fā)展為我國化學材料培養(yǎng)與科技創(chuàng)新的重要基地之一。

02

“因地制宜”“因材施教”

當下，正值粵港澳大灣區(qū)和深圳先行示范區(qū)建設“雙區(qū)驅(qū)動”的重大歷史機遇。地處改革先行區(qū)的深大對高?！爱a(chǎn)學研用”的融合格外重視，甚至大有示范之舉。

近5年來，深大化環(huán)學院共承擔國家重點研發(fā)計劃項目、面上項目、青年科學基金項目、國際(地區(qū))合作與交流項目等縱向課題188項，其中省部級以上課題100項，累計科研經(jīng)費1.27億元。在J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed.等國內(nèi)外學術期刊發(fā)表論文1023篇，其中SCI論文897篇，高被引論文21篇；獲省級自然科學獎二等獎1項，省級教學成果獎一等獎1項、深圳市獎勵2項。

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)，大部分電子化學品原材料都依賴進口。

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

談及中國材料發(fā)展現(xiàn)狀，李翠華認為目前我國材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展有鮮明特點：“大而不強，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，高校應該在教育培養(yǎng)模式上進行創(chuàng)新，讓教育實踐更接地氣，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、上手快的專業(yè)人才；同時，高?？蒲泄ぷ髡叩难芯糠较蛞矐c國家或地方需求相適應，不能大家都去追熱點，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。”深圳在這方面的經(jīng)驗可謂枚不勝舉。深大作為深圳格外重視高等院校，直接繼承了這一務實作風。

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

化環(huán)學院的實驗室研究方向與深圳的高新技術產(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

“高校定位導向只是其一，科研工作者個人也應在新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展中有所擔當?！崩畲淙A表示，積極調(diào)整研究方向，與廣東、深圳的地方需求相結合，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?？蒲泄ぷ髡叩呢熑沃?。 在談及凝膠聚合物固態(tài)電解質(zhì)、離子液體等研究項目時，李翠華深有觸動。 近年來，電動汽車及便攜式電子設備等產(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、環(huán)境友好且自放電小等優(yōu)點，目前是國內(nèi)外應用最廣泛的一類儲能裝置。而商用有機碳酸酯基電解質(zhì)由于具有極高的離子電導率和對電極的極佳潤濕性等優(yōu)點，是目前應用最為廣泛的電解質(zhì)，但也存在易泄漏、腐蝕性強、易燃易爆等缺點。 李翠華團隊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)異的電化學性能及高安全性，將是取代有機電解液成為新一代高性能鋰電池的理想材料。該項技術結合了全固態(tài)電解質(zhì)內(nèi)聚性和液態(tài)電解質(zhì)易擴散性的優(yōu)點，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)的離子電導率，卻犧牲了聚合物基質(zhì)的機械強度化學穩(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)的研究停留在實驗室階段。 長遠來看，凝膠聚合物電解質(zhì)不僅要成為具有良好電化學性能和熱穩(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，李翠華團隊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?！爸苣┑臅r候我早上一般都會去爬蓮花山，這個習慣已經(jīng)堅持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子共勉：“材高知深，料遠若近”。此外，她也希望深圳材料領域的學子們在深圳新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展中更有擔當，與廣東、深圳的地方需求相結合，開展針對性的研究，為解決或緩解新材料“卡脖子”問題貢獻自己的青春和力量。

【個人介紹】

李翠華，女，博士，教授，深大化環(huán)學院黨委書記，碩士生導師。2000年畢業(yè)于中國科學技術大學，主要從事離子液體、鋰離子電池電解液等領域研究。擔任國家自然科學基金通訊評審專家、深圳市發(fā)改委高新技術產(chǎn)業(yè)評審專家、深圳市科技創(chuàng)新委員會評審專家，主持國家自然科學基金面上項目、廣東省教育廳基金項目、深圳市科技計劃項目等近20項課題，申請國家發(fā)明專利5項，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。