打破工程塑料國(guó)際壟斷，他為國(guó)家每年節(jié)省數(shù)億元！
人類文明的發(fā)展史，就是一部學(xué)習(xí)利用材料、制造材料、創(chuàng)新材料的歷史。每一項(xiàng)新材料技術(shù)的應(yīng)用，都將給社會(huì)生產(chǎn)和人類的生活帶來(lái)巨大改變，把人類社會(huì)推向前進(jìn)。
新材料作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)和高端制造及國(guó)防工業(yè)等關(guān)鍵保障,是各國(guó)戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。作為我國(guó)七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，新材料是整個(gè)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。
很多人形象得把材料科學(xué)稱之為大國(guó)柱石。在大國(guó)崛起的歷史進(jìn)程中，那些為國(guó)筑基的科學(xué)家們，注定是這個(gè)時(shí)代最為耀眼也最為明亮的星辰，那是一個(gè)民族狂飆突進(jìn)的標(biāo)志。
“我們經(jīng)常談中國(guó)夢(mèng)，我們國(guó)家要實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)，要在新材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，高分子材料是其中非常重要的領(lǐng)域?！辩H鏘有力的話語(yǔ)透漏著蹇錫高院士對(duì)中國(guó)材料發(fā)展的堅(jiān)定信念。
高分子材料作為三大基礎(chǔ)材料之一，具備輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，也是國(guó)防裝備領(lǐng)域不可或缺的材料。
大連理工大學(xué)化工與環(huán)境生命學(xué)部
在高性能高分子材料領(lǐng)域，蹇錫高院士是具有劃時(shí)代意義的代表性人物。蹇錫高院士與高分子材料結(jié)緣是在上世紀(jì)60年代，畢業(yè)于大連工學(xué)院高分子化工專業(yè)的蹇錫高當(dāng)時(shí)科研方向是橡膠領(lǐng)域。1986年“863計(jì)劃”開(kāi)展以后，一些專家提出我們國(guó)家要發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，其中就提到了高性能高分子材料。“所以當(dāng)時(shí)我出國(guó)學(xué)習(xí)時(shí)就有比較明確的指導(dǎo)思想，在國(guó)外也是跟著導(dǎo)師研究高性能高分子材料。”
1990年回國(guó)后，蹇錫高院士專注于對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)具有重大影響的新型高性能工程塑料及其應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)研究，先后主持并完成十多項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目、“863”項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)軍工配套項(xiàng)目、“973”項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、科技部創(chuàng)新基金項(xiàng)目、火炬計(jì)劃項(xiàng)目、振興東北老工業(yè)基地高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程項(xiàng)目及省、市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目等。
幾十年磨一劍，結(jié)出了累累碩果。蹇錫高院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)埋頭苦干，攻破一個(gè)又一個(gè)技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)又一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，成功研制結(jié)構(gòu)全新的系列新型雜環(huán)高性能工程塑料。
回憶當(dāng)時(shí)的研發(fā)背景，蹇錫高院士表示，當(dāng)年國(guó)家大力發(fā)展高科技，高速飛行器、運(yùn)載火箭、高集成度的電子電氣等工程技術(shù)的飛躍發(fā)展對(duì)高分子材料的耐熱性等性能提出了越來(lái)越高的要求?！?0年代到70年代，中國(guó)的高性能工程塑料還基本是一片空白狀態(tài)，高性能工程塑料技術(shù)基本掌握在發(fā)達(dá)國(guó)家的手里?！?/p>
在眾多獎(jiǎng)項(xiàng)中，蹇錫高有兩項(xiàng)成果十分耀眼：2003年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)以“含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)新型聚醚砜酮（PPESK）及其制備法”榮獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)；時(shí)隔8年，他們又以“雜萘聯(lián)苯聚醚腈砜系列高性能樹(shù)脂及其應(yīng)用新技術(shù)”研究成果再度折桂，斬獲2011年國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。蹇錫高院士團(tuán)隊(duì)已獲得三十項(xiàng)發(fā)明專利，這些成果已廣泛應(yīng)用于航空航天、電子電氣、石油化工、精密機(jī)械、車輛、艦船、能源、環(huán)保等領(lǐng)域。為中國(guó)的高性能高分子材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了重要的技術(shù)支撐。
走出實(shí)驗(yàn)室，走進(jìn)工廠的產(chǎn)業(yè)大格局
因?yàn)殄垮a高院士團(tuán)隊(duì)等國(guó)內(nèi)科研工作者的不懈努力，中國(guó)在高性能工程塑料領(lǐng)域向前邁進(jìn)了一大步。蹇錫高院士的成就不僅僅在于發(fā)表多少學(xué)術(shù)論文，更重要的是，他將目光聚焦于助推產(chǎn)業(yè)發(fā)展的格局上。
據(jù)蹇錫高院士回憶，早在上世紀(jì)60年代至70年代，跨國(guó)公司壟斷著高性能工程塑料技術(shù)，其中典型的品種是聚醚醚酮（PEEK），由英國(guó)ICI公司發(fā)明，其純樹(shù)脂可在240℃條件下長(zhǎng)期使用，但室溫下只溶于濃硫酸，因而存在合成條件比較苛刻，提純困難，成本很高的問(wèn)題，而且在某些應(yīng)用領(lǐng)域也受到一定的限制。研發(fā)耐熱等級(jí)更高又可溶解的新型高性能工程塑料成為材料科學(xué)界和工程界都亟待解決的問(wèn)題之一。
在國(guó)外學(xué)習(xí)期間，蹇錫高院士一直跟隨導(dǎo)師在研發(fā)耐熱等級(jí)更高又可溶解的新型高性能工程塑料，但很多新型結(jié)構(gòu)的高性能聚合物雖然擁有非常好的物理性能，但其均停留在實(shí)驗(yàn)室階段，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)工程化。
“料要成材，材要成器，器要好用?！甭酚肯樵菏康闹晾砻砸恢北诲垮a高院士奉為珍寶。在他看來(lái)，科研人員要從實(shí)驗(yàn)室走向工廠，從工廠走向市場(chǎng)。實(shí)現(xiàn)耐高溫、可溶解高性能工程塑料的規(guī)?；a(chǎn)成為當(dāng)時(shí)蹇錫高院士奮斗的目標(biāo)。
回國(guó)后的蹇錫高院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，研制成功結(jié)構(gòu)全新、綜合性能優(yōu)異、耐高溫可溶解的雜萘聯(lián)苯型高性能工程塑料，解決了傳統(tǒng)高性能工程塑料不能兼具耐高溫可溶解的技術(shù)難題。同時(shí)，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從小試技術(shù)到中試技術(shù)，攻克了多項(xiàng)聚合的關(guān)鍵技術(shù)，蹇院士利用4年多工程設(shè)計(jì)積累的經(jīng)驗(yàn)，自己設(shè)計(jì)合成工藝及其裝備，全部合成均在常壓下進(jìn)行，且合成溫度不超過(guò)200℃，最終產(chǎn)物經(jīng)過(guò)水洗三遍即可達(dá)到工程材料的要求，且全過(guò)程的溶劑、催化劑等均回收循環(huán)利用，最終實(shí)現(xiàn)了低成本制備的工藝技術(shù)。
蹇錫高院士介紹，新型雜環(huán)高性能工程塑料從90年代就開(kāi)始進(jìn)行小試，并在2000年期間實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)100噸的中試放大裝置，2005年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)500噸的裝置，均是一次試車成功。
事實(shí)上，蹇錫高院士所籌謀的不僅僅是重大技術(shù)的突破，更是從產(chǎn)業(yè)出發(fā)，為國(guó)內(nèi)材料工業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟嶄新的道路。蹇錫高院士經(jīng)常對(duì)他團(tuán)隊(duì)成員說(shuō)：“我們要走從實(shí)驗(yàn)室到工廠，從工廠到市場(chǎng)的科研路子，為振興民族工業(yè)盡一份力。”在他這一思想的指導(dǎo)下，蹇錫高院士及其團(tuán)隊(duì)成員與國(guó)內(nèi)多家企業(yè)合作創(chuàng)新，攻克企業(yè)生產(chǎn)難題，走出了一條“產(chǎn)學(xué)研”三位一體迅猛發(fā)展的嶄新產(chǎn)業(yè)路徑。
創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景 新型雜環(huán)高性能工程塑料用途拓展
蹇院士說(shuō)高性能工程塑料具有耐高溫、高強(qiáng)度、高絕緣、耐輻照等優(yōu)異綜合性能，屬于戰(zhàn)略性新材料。新型雜環(huán)高性能系列樹(shù)脂已經(jīng)成功用于高性能熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料、耐高溫耐強(qiáng)腐蝕絕緣材料、耐高溫涂料、耐高溫高效功能膜（包括燃料電池質(zhì)子交換膜、液流電池離子膜等）、電池材料、生物醫(yī)療材料等領(lǐng)域。
例如，蹇錫高院士團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)的耐高溫自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合材料，其摩擦系數(shù)與PTFE相當(dāng)，但磨損系數(shù)降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，已應(yīng)用于各種密封件、摩擦件，得到用戶高度評(píng)價(jià)?？勺⑸涞亩滩＠w增強(qiáng)復(fù)合材料在150℃條件下的拉伸強(qiáng)度在105MPa以上，是同類PEEK復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度的1.5倍。以高性能雜萘聯(lián)苯聚芳醚類樹(shù)脂為基體原料研制成功的高性能耐輻照、耐高溫絕緣漆、膜及涂料具有優(yōu)異的綜合性能，可在350℃條件下長(zhǎng)期使用，可在500℃短期使用。
另外，蹇錫高院士團(tuán)隊(duì)以PPESK為膜材料開(kāi)發(fā)的耐高溫高效分離膜經(jīng)中科院大化所膜技術(shù)國(guó)家工程研究中心測(cè)試，可廣泛用于氣體分離、工業(yè)廢水處理等領(lǐng)域。以改性新型雜環(huán)高性能樹(shù)脂為原材料開(kāi)發(fā)的膜材料可用于燃料電池用質(zhì)子、儲(chǔ)能電池、海水淡化等領(lǐng)域。
此外，蹇錫高院士還在積極探索新型雜環(huán)高性能工程塑料的創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域，其中3D打印生物醫(yī)療是目前蹇錫高院士比較看好的領(lǐng)域之一。蹇錫高院士表示，相比于大多數(shù)昂貴的進(jìn)口醫(yī)用器材，新型雜環(huán)高性能工程塑料不僅價(jià)格更低，而且?guī)в协h(huán)酰胺結(jié)構(gòu)的雜環(huán)，與人體相容性會(huì)更好，目前這一研究也已經(jīng)得到證實(shí)。
“科研人員要向高端、關(guān)鍵新材料發(fā)展”
中國(guó)已經(jīng)是材料大國(guó)，但還不是材料強(qiáng)國(guó)。
4月16日晚間，美國(guó)商務(wù)部宣布，因?yàn)橹信d曾向美國(guó)官員作虛假陳述，將禁止中興向美國(guó)企業(yè)購(gòu)買敏感產(chǎn)品，禁令有效時(shí)間為7年，到2025年3月31日才能解除，這就也意味著7年內(nèi)美企不能向中興提供產(chǎn)品。
事實(shí)上，除了芯片外，中國(guó)在很多領(lǐng)域都受到關(guān)鍵材料的掣肘。
我國(guó)制造了電熱水壺中99% 的設(shè)備和零部件，卻就是無(wú)法制造自動(dòng)跳閘斷電的小小彈簧片，制造100把水壺，還不如英國(guó)制造一個(gè)小彈簧片的利潤(rùn)高。多年來(lái)我國(guó)制造業(yè)雖然發(fā)展迅速，目前大批核心關(guān)鍵材料仍需依賴進(jìn)口，我國(guó)關(guān)鍵新材料自給率僅為14%。
“中興事件給我們的啟發(fā)就是我們核心的高端的關(guān)鍵材料，必須依靠自主研發(fā)，不能抱有僥幸心理。不僅要?jiǎng)?chuàng)新還要引領(lǐng)創(chuàng)新?！卞垮a高院士認(rèn)為，中國(guó)未來(lái)材料發(fā)展，尤其是高分子材料領(lǐng)域，要不斷突破尖端的，高水平研究。我們目前是材料的消費(fèi)大國(guó)也是生產(chǎn)大國(guó)，但在高端新材料領(lǐng)域我們還處于比較落后。加速核心技術(shù)、關(guān)鍵材料、關(guān)鍵零部件的研發(fā)與制造已成為中國(guó)制造業(yè)發(fā)展的重中之重。
研發(fā)沒(méi)有盡頭，蹇錫高院士笑稱，他做了一輩子高性能工程塑料，但仍然還在前進(jìn)的路上。據(jù)了解，蹇錫高院士團(tuán)隊(duì)目前正承擔(dān)新的課題，不斷探索及開(kāi)發(fā)高分子材料新的神奇功能。
不居功，不自傲。半生為國(guó)籌謀，立志為國(guó)筑基，蹇錫高院士以一位材料科學(xué)家的智慧與格局，為中國(guó)材料產(chǎn)業(yè)與制造業(yè)的發(fā)展探索前進(jìn)的路徑。他用自己的執(zhí)著和熱血，把一個(gè)科研人的忠貞愛(ài)國(guó)，表現(xiàn)得淋漓盡致。