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刘俊亮:从“复合”中找到追逐技术开发的梦想舞台
发表时间 2017-10-25 15:03 来源 本站原创

  编者按:当今世界正处于新科技革命和产业变革的时期,比任何时候都更需要科技对经济社会的贡献。一个国家和民族,要想在未来的生存竞争中立于不败之地,是否具有创新精神和创新能力,将是不可或缺的一环。因而,创新已成为时代发展的主题,更是科技工作者天然的使命。学科交叉和复合式创新,则是科研工作中非常重要的一种创新方法。因此,关注科学的原始创新,注重学科的交叉、复合便成为研究创新的一个渠道。扬州大学电磁功能复合材料研究小组刘俊亮博士及其团队多年来致力于复合创新,取得了丰硕的成果。现将其结合自己创新工作实际所写成的《从“复合”中找到追逐技术开发的梦想舞台》一文刊发于此,以飨读者。

  走上“复合“之路

  踏足材料领域,领略其中风采。追寻着“严谨并于精细,和善生于宽厚;温情存于真心,坚定系于自信”的理念,纵若并非顶尖,然享受期间探索之点点,亦可谓“材料之乐趣”。漫漫求知途,从变化里感悟自我,于挫折中锤炼自我,在精心构思与设计间提升自我,成为真正意义上从事功能复合材料研究的“复合人才”,构筑起践行自我、共进双赢的平台。

  在求学、教学、科研与团队建设中我们扬州大学电磁功能复合材料研究小组不断循着上述我们的理念前进。在此间走上“复合“之路,也是多种因素的集合:

  1)学科知识基础的复合:感谢母校南京工业大学培养与训练,为期九年在母校求学中不断夯实基础。从2000年跨入南京工业大学,在首届强化班试点机制下,进入数理化、英语及计算机能力为期两年的强化训练,从数学分析至数理方程、数学建模等,从普通物理至量子力学、统计物理等,各类忙碌知识汲取中充实成长,让我以“化“字头专业被赋予更多的数理思维;后进入材料科学与工程学院材料强化班,接受材料学大工科培养,除加强在高分子材料科学与工程为主学科基础,也在材料科学基础、材料工程原理以及金属工学、无机非金属工学和复合材料工学接连的陶冶中,熔炼了学科知识,形成了知识背景的复合。转换了思维,不再局限于单一材料学专业限制,孕积的是为了解决具体问题,综合选择与应用各类材料,进行设计与开发的能力,另外,理科与工科思维的交叉,这共同为我今后作为土博士谋求继续追逐技术开发打下了基础,使我在工作中受益良多。

  2)教学与研究工作的复合:博士毕业后进入扬州大学,在教学上切合当时化学化工学院已有专业高分子材料与工程本科专业,在科研上与复合材料学科发展一致。这一次另类的复合与契合,让我融入扬州大学化学化工学院,成为了一名高校教师。开始教学、启动科研。从本科教学过程中,思索如何建立本科生平台,引导学生科技创新与工科思维。在实践教学中配合ISO管理体系、引入现代企业管理六西格玛精益思想,激发工科学生实践创新;配合学院,从本科生创新意识训练,延伸材料学教学课堂,让学生在参与研究中让知识体系复合化、网络化。在小组中本科生也在全国挑战杯收获二等奖的不错战绩。在这个过程中也将我和我们研究小组变得既学亦教,乐在讨论与思维碰撞之中。

  3)复合创新:博士期间在导师曾燕伟老师指导下,我以高性能织构化微波旋磁铁氧体为研究对象,通过基于陶瓷成型与晶体生长控制,实现多晶体准单晶化;再到不曾舍弃,至美国东北大学CM3IC实验室完成器件模拟设计。从化学至物理到电子,贯穿其中。进入扬州大学的工作,微波集成器件材料与器件并无发展基础,当然,也不可能因我而开启。思索良久,改变思路,将之前纳米织构化降低损耗转变为调控组分与复合结构,增强电磁吸收,以现有学科高分子材料与工程,并在张明教授的指点与学科组老师们的帮助下,找到了橡胶基体,用磁性氧化物与橡胶的复合,并在之间通过物理场诱导产生复合界面结构,形成了一种电磁波吸收橡胶制备技术。在此基础上,考量废弃橡胶再生问题,利用磁性材料配合微波场,建立废弃橡胶复合功能化,解决废弃橡胶脱硫活化与无机材料表面修饰问题,避免力学性能波动,赋予功能特性,走出了废弃橡胶绿色再生利用的另一条可选之路。后续,在此思考中,进一步延伸建立了围绕着磁粉改性液、磁粉保护性原位修饰以及钕铁硼柔性磁体成型加工工艺等为主体的钕铁硼柔性磁体高性能化技术。

  4)科学研究与技术转化的复合:作为工科研究人员,植入脑海的研究与技术开发,总是围绕着实际器件或制品应用的需求,探索“怎么做“和”为什么“的技术与科学研究。从橡胶复合电磁功能化至铁氧体系磁性材料制备与改性;到新型介稳态纳米永磁体制备技术开发与交换耦合磁体设计;再到面向多频段抗电磁波干扰系列材料设计以及高分子稀土复合功能化等,无不贯穿这一思考。以橡胶电磁复合功能化为例,在面向电子通讯、运输运载等需求出发,着力开发磁性橡胶、磁性减震橡胶、电磁波吸收橡胶以及稀土键合磁性橡胶等多功能化特种橡胶制备方法,搞明白控制机制,优化工艺,并逐步推动其应用化,催生了南京睿磐内尔环保复合新材料有限公司,形成了以电磁功能化为主导的大地熊(苏州)、南通巨鑫、罗杰斯(苏州)、中德(扬州)输送等合作伙伴群。

  5)“政产学研“的复合:年轻科研人员进入一线政府,服务地方,是江苏省一大创举。在江苏省科技镇长团中,为期一年启东吕四港海洋经济开发区的挂职锻炼让我实现了自我认知的又一次复合。在地方政府、学校的双重支持下,牵线搭桥,在协助地方人才引进、技术需求对接等工作中发挥作用时,也在退回作为一个科研技术人员时更好接洽与服务地方中变得更有思考。

  电磁功能复合材料制备与性能研究

  在电磁功能复合材料制备与性能研究方面,我们只是在“取巧”中获得更多灵感,在交叉中找寻自己及团队延伸下去的路。具体在电磁功能化橡胶领域开发过程中,致力于新型或高性能化,尚需在这几个方面努力推进:

  1)填充功能材料改性与高性能化:填充功能材料是橡胶电磁功能化特性来源,其高性能化往往依托于填充功能自身相组成与相纯度、纳米化与纳米结构化以及新型材料体系的探索。

  2)无机与橡胶高分子复合界面结构调控与成型工艺一体化:无机填充体与橡胶复合中关键在于界面相容性改善,更高层次在于通过无机与橡胶之间界面结构调控其性能;配合在橡胶成型过程,实现无机材料界面相容性改善与表面结构设计,实现一体化工艺,是不错的选择。在这个过程中多物理场的选择性使用以及含金属功能单体参与橡胶结构构建等可能会收到很棒的效果。

  3)电磁功能化橡胶亚微观结构对性能调节作用机制:在电磁功能化特种橡胶复合材料中需要考虑无机材料在橡胶基体中的分布、无机材料对于橡胶基体交联与链结构及运动等影响关系,进而,如能阐明调控作用机制的基础上,或可为设计功能复合橡胶提供依据,也提供更多技术途径。

  结语

  作为还在“复合创新“的路上苦苦追寻年轻人,从内心而言,尚达不到总结介绍自己的高度。于此大放厥词,实则希望在自己坚持追寻与建立技术开发的平台中多一些同路者。期待各位志同道合者或能有所借鉴也好或从此间总结中避免弯路也好。我只是作为一个普通博士努力轨迹描述,斗胆抛砖引玉,期许将有更多青年才俊、牛人大家给出辉煌的经历,激励我们更加奋发。另外,文中其他我有不当言辞或有失偏颇之处,敬请以就教于方家。

  专家简介

  刘俊亮,1982年生,江苏淮安人,副教授。毕业于南京工业大学,2004年获得高分子材料与工程专业学士,2009年获得材料物理与化学工学博士;进入扬州大学化学化工学院后,从事高分子材料与工程教学和电磁功能复合材料研究等工作。2015年赴美国东北大学工程学院为期一年的访问学者。兼任中国化工学会橡胶专业委员会委员、中国稀土学会玻璃陶瓷专业委员会委员。形成“电磁功能复合材料制备、结构与性能研究“为主要研究方向,开展磁性氧化物制备技术、有机-无机纳米复合及界面结构控制、多物理场辅助复合工艺调控和高分子复合功能化再生等研究工作,承担与参与国家自然科学基金、国防基础科研、总装预研以及省部级和横向科研项目20余项,已发表学术论文近50篇,获得授权发明专利9项,入选江苏省双创博士计划、南京321领军人才计划以及扬州“绿扬金凤”人才计划,曾获2012年江苏省科技进步二等奖和2016年中国橡胶科技创新奖。