20余位两院院士参会,600家企业参展,10余场专题论坛……今年11月,"2020长沙新材料产业博览会"即将拉开帷幕。据报道,在中国省会城市里,长沙新材料产业总体规模处于第一方阵。而坐落于长沙的中南大学,为新材料产业发展提供了源源不断的智力支撑。本期推送,我们带你全面了解中南大学在材料领域的"新"实力——
小到手机、家电中的电池零件,大到轮船火车、飞机火箭上的配件……如今,新材料的应用领域无处不在。在湖南,先进储能材料及动力电池、化工新材料、碳基材料、先进陶瓷材料、新型合金等新兴优势产业链,代表了新材料产业强劲的竞争力。而这些"神奇"的新材料,与众多中南人数十年来的不懈奋斗息息相关——
2016年11月3日,我国首枚大型运载火箭"长征五号"发射任务取得圆满成功。由中南大学吕海波教授团队研发的涡轮泵端面密封环材料、夏长清教授团队研发的涡轮泵高温涂层材料成功应用于"长征五号"的液氧煤油发动机。此前,这两种新材料已经助力了"长征六号"和"长征七号"火箭的发射成功。此外,中南大学研发的新型铝镁合金材料,已成功应用于"长征七号"运载火箭搭载的多用途飞船缩比返回舱。这一材料强度更强、韧性更足,极大提升了航天器的性能、延长了航天器的寿命。
"长征"系列火箭
2小时内从北京飞到纽约——这是高超声速飞行能够达到的"神速"。然而,飞行器的重要结构部件是否能够承受住高达3000℃的热气流冲击而不被破坏,是飞行成功的关键。2017年8月,中南大学粉末冶金国家实验室黄伯云院士团队通过大量实验,开发了一种新型耐3000℃烧蚀的陶瓷涂层及其复合材料,为高超声速飞行器的研制提供了重要支撑。研究成果在Nature子刊一经发表,即受到了国外学界和媒体的广泛关注。
新材料应用于高超声速飞行器想象图
2.9亿元技术转让费——这是中南大学在新型锂电池材料产业化方面取得的巨大成就。2018年7月,中南大学赖延清教授团队"高比能锂硫电池技术"和杜柯教授团队"锂离子电池三元材料及新型正极材料产业化技术"完成技术转让,两项成果转让总经费分别高达1.4亿元和1.5亿元。
锂电池原理图
今年5月,全球首例"碳C环外悬生物人工气管"临床移植手术在中南大学湘雅二医院成功实施。为攻克超长气管切除及重建这一世界级难题,喻风雷教授团队自2000年起就不断开展相关的基础及动物研究,不断探索人工气管重建的新材料、新方法。接受此次手术的患者恢复顺利,术后第1天就能自主咳嗽排痰、自行进食,第2天就可下床活动。
患者向湘雅二医院送上锦旗
由本土制造的长沙地铁,车体采用全铝合金中空挤压型材,强度比国家标准高出20%;在空中穿梭巡弋的某型战机,轻量化、高性能的机身承载型材及蒙皮是其成为先进战机的关键因素之一;太空中徐徐自转的国产人造卫星,它以粉末冶金减摩、自润滑复合材料制成的陀螺仪犹如"定海神针"……这些走在我国科技前沿的事物,上天下地,纵横万里,而其关键部件都是由中南大学主导研发的新材料制成。
新材料的不断发展,不仅带来了众多机遇,还有着巨大的想象空间。在中南大学,让众多设想变为现实的,有德高望重、硕果累累的两院院士,有开拓创新、勇于探索的中南学者,有不忘初心、积极创业的杰出校友,还有心怀梦想、未来可期的中南学子。
作为我国新材料构件制备领军人物之一,由中南大学钟掘院士领衔的"铝资源高效利用与高性能铝材制备的理论与技术"曾获国家科学技术进步奖一等奖。2015年,钟掘院士带领科研团队研制出中国最大铝合金圆柱铸锭,100g材料中含氢量仅有0.05ml,达到世界先进水平,突破了中国重型火箭立项瓶颈。
钟掘院士
作为知名的材料科学与工程专家,左铁镛院士专长于金属材料及其塑性加工,特别是在难熔金属材料、稀土功能材料、低塑性材料、铝镁材料及其加工等方面做出了突出贡献,近年来,他又在国内开拓了生态环境材料研究领域,大力倡导并深入研究循环经济。
左铁镛院士
长期从事先进材料研究与人才培养的黄伯云院士,先后为国家大飞机工程、航空武器装备以及航天工业提供了多种高性能关键材料,为保障国家战略安全做出了贡献。先后获得了国家技术发明一等奖和二等奖、国家科技进步二等奖和三等奖、国家教学成果二等奖等诸多奖项。
黄伯云院士
作为国内锂电新材料领域领跑者的瑞翔新材,它的创始人是中南大学教授团队;
产销规模全球第一的锂离子电池正极材料制造商杉杉新材,技术依托于中南大学教授团队;
我国耐磨材料行业首家上市公司红宇新材,是中南大学董事会副董事长单位;
国内最先进的高端3D打印设备制造商华曙高科,与中南大学是合作单位;
已成为华为、惠普、小米、谷歌的核心涂料和特种油墨供应商的松井新材,其创始人是中南大学校友。
……
在助力我国新材料产业发展的道路上,中南人一往无前,向着一个又一个新突破不断进发。
经年积累的科研创新实力,再配上堪称"神兵利器"的科研平台,才能最大程度的发挥出来。目前,中南大学拥有包括粉末冶金国家重点实验室、高性能复杂制造国家重点实验室、国家炭/炭复合材料工程技术研究中心、湖南新材料国际研发中心、先进储能材料国家工程研究中心等一批国家级科研基地,以及获批"国家级双创示范基地"的中南大学科技园。它们就像是新材料的"孵化器",一批批成果在这里诞生成长,并发展壮大。
粉末冶金国家重点实验室部分设备
粉末冶金国家重点实验室于1989年获批建设,主要研究方向为包括粉末冶金材料的集成计算材料工程及其应用,粉末冶金材料成形与致密化新原理、新方法,先进粉末冶金材料,轻质合金与碳基材料。研制的高性能碳/碳制动材料使我国成为第四个能够制造该类材料的国家,成功应用于我国C919大飞机;研制的多功能摩擦副,确保了天宫系列空间站与神舟、天舟系列飞船的成功对接;研制的粉末冶金铜碳密封环成功应用于我国新一代液氧煤油发动机,保障了长征五号、六号和七号运载火箭的成功发射。
高性能复杂制造国家重点实验室部分设备
于2011年获批建设的高性能复杂制造国家重点实验室,针对航空航天、轨道交通、信息产业等领域的战略需求,建设了4个研究方向:高性能构件的复杂制造、特种功能曲面零件的设计制造、光电传输功能微结构的高性能制造、高服役性能装备的集成设计制造。近年来,实验室为我国新一代运载火箭的研制、高速列车外形/结构/流场协同设计、高速光通信器件与模块制造等项目作出了突出贡献。
今年3月,中南大学校友企业——湖南星盈科技有限责任公司入驻中南大学科技园,成为2020年第一个入驻签约的项目。该公司与中南大学李新海教授有着密切的产学研合作,将主要从事新能源汽车动力蓄电池包及其系统研发、生产和储能系统研发、生产。
作为科技成果转化的重要平台,中南大学科技园遵循"政、产、学、研、金、服、用"七位一体发展模式。截至今年3月底,园区已入驻企业45家,完成237家科技型企业工商注册。其中,教授科技成果转化注册入园的企业74家,中南校友创新创业注册入园企业82家,在读博士、硕士创业注册企业21家。
新材料往往涉及国家安全和经济命脉,任何国家都不会轻易让外国学走其关键技术。因此,只有要"追赶"不够,更要"赶超"。如今,中南大学有不少新材料科研成果不仅赶上了国际先进水平,而且还超过了其它国家,成为"领跑者"之一。我们相信在未来,会有种类更多、实力更强的新材料从中南大学走向世界,为产业活力和经济发展持续注入新动能!
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部分素材来源:中南大学官微/新闻网、红网湖南频道、搜狐新闻、澎湃新闻
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