来源:人民日报
提到橡胶,大家耳熟能详。汽车轮胎、工厂输送带、人工心脏瓣膜、机器人仿真皮肤……国产橡胶悄然融入日常生活,成为中国智造的一张名片。
这张名片背后,有着北京化工大学(以下简称“北化工”)弹性体科学与工程教师团队跨越半个多世纪科研攻关的努力与付出。弹性体团队始建于上世纪70年代,主要围绕能源、资源、环境、生命健康等领域的重大需求和传统橡胶产业的技术升级,从基础科学研究、关键核心技术创新和重大工程应用等方面展开全链条研究,如今已成为弹性体科学与工程领域的重要研究力量,也成为该领域高层次人才培养的重要基地。
“既然要干,就要把事情做深、做成、做大、做强”
上世纪90年代末的北化工,一间不起眼的实验室里,几名年轻人每天围着一台密炼机打转。当时,牵头的是刚过而立之年的团队带头人张立群,他身旁是刚刚硕士毕业不久的田明。
他们面对的课题是热塑性硫化橡胶(TPV)研究。这种材料加工能耗低,可以反复回收使用,广泛应用于汽车、建筑、电子等领域。上世纪80年代初,海外就率先实现工业化生产。彼时,国内包括北化工在内的众多科研团队也展开研究,遗憾的是研究成果始终没能走出实验室。
“与部分基础学科不同,材料研究通常‘为应用而生’。”在多年后接棒成为弹性体团队带头人的田明说。实验室制备只是第一步,真正的难题是如何走出去和实现工业化,在具体场景里落地生根。
田明(左)在与学生探讨新型材料的动态力学性能。
当时,国外技术封锁严密,可借鉴的经验几乎为零。张立群没有退缩,他鼓励团队:“既然要干,就要把事情做深、做成、做大、做强。国外能做成,我们也一定能!”
突破口在哪儿?张立群意识到,要想实现工业化,必须与企业深度合作。一次契机,团队与山东一家民营企业开始合作。基于前期研究积累,不到一年便顺利研制出了样品。
小试牛刀的成功让所有人都觉得目标近在咫尺。然而,真正的考验才刚刚开始。
后续3年,企业累计投入近亿元,却离可量产、可应用的成熟产品仍有不小的距离。资金压力、技术瓶颈、漫长拉锯,双方的耐心一点点被消磨掉了。
那段时间,张立群一边鼓励团队,一边主动与企业管理层反复沟通。双方从失败中找原因,在调整中寻破局,重拾信心。终于,2005年,中国第一条拥有自主知识产权的TPV生产线建成投产,一举打破该领域长期被国外垄断的局面。
20多年过去,那条生产线产能规模不断扩大。产品也由最初几个基础牌号发展出数千个产品规格牌号。
这次合作为日后团队的产学研协同发展提供了经验。多年来,团队成员把课堂搬到工厂车间,了解企业真实需求,不断解决技术难题,研发出了用于特种水下装备上的声学橡胶材料、用于复杂重载荷工况下如航空轮胎的抗磨抗撕抗热爆橡胶材料、用于新能源汽车轮胎的节电长寿命抗湿滑橡胶材料……田明总结:“校企合作,互相扶持才能共赢。”
“如果没用上国产材料,就代表没完成国家任务”
2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京天安门广场隆重举行。阅兵仪式中,空中梯队从远处呼啸而来,飞过广场上空,观看直播的岳冬梅激动不已……
岳冬梅在介绍生产设备运行情况。
时间回到多年前,一个关键难题摆在眼前:如何研制出航空工业急需的高性能国产耐油弹性体材料。
输油管,堪比飞机的“心血管”。过去多使用丁腈橡胶,虽然耐油但不耐高温,寿命短;若换成氢化丁腈橡胶,寿命能翻近10倍。当时,该材料被海外垄断,中国只能靠高价进口。
作为北化工弹性体团队成员,岳冬梅的任务很明确:带领团队攻克这项“卡脖子”技术。在此之前,她已经深耕该领域10多年。
1993年硕士毕业留校,岳冬梅开启了氢化丁腈的科研攻关。
材料的制备条件极为苛刻,高温高压,稍有不慎就有爆炸风险。“一进实验室,神经总是全程紧绷,不敢有半分松懈。”她回忆。
一次实验,她戴着护目镜凑近仪器观察刻度,不料连接管意外脱落,腐蚀性药剂溅进了眼睛里。她快速用水冲洗,心里想:“完了,要瞎了。”赶去医院时,眼睛肿得像鸡蛋那么大,万幸几天后慢慢恢复了。
磕磕绊绊10多年,岳冬梅一度陷入迷茫,张立群鼓励她:“氢化丁腈是关键性材料,无论如何都要继续研究下去。”
此后,国产大飞机项目为国产氢化丁腈研究带来新的契机。
张立群领衔、岳冬梅担任技术负责人的北化工团队,接下了相关项目。但压力也随之而来。“我们在实验室费老大劲才搞出来两公斤材料,顶多算‘小试’。接下来的任务可不是小打小闹,要的是吨级的‘中试’,说到底要工程化。”岳冬梅说。
一刻不敢耽搁,她带领团队四处走访设计院,从零开始学工程,四五个月,几乎每天从早上讨论到半夜。岳冬梅心里清楚:“如果没用上国产材料,就代表没完成国家任务。”
设备组装、试运转、正式运行。冲刺阶段,团队三班倒,一天睡眠不足4小时。终于,赶在结项前,任务圆满完成。岳冬梅说:“以前只觉得是完成一个项目课题,但这次真切感受到,我们是在与国家事业同频共振。”
如今,岳冬梅已从潜心搞科研的青年教师成长为独当一面的材料专家。有人形容她“30多年只干了一件事”,她却说:“国家需要摆在那儿,总有人要干,为什么不能是我们呢?”
“做好传帮带,就是托举起团队科研的未来”
对弹性体团队而言,做材料好比当工匠,需要一股韧劲。一支好的工匠队伍,离不开传帮带。
北化工材料科学与工程学院教授、90后博导薛佳佳,本硕博均就读于北化工。薛佳佳说:“我们研究的是材料,背后关系到航空航天、能源开发、医疗健康等国家重点领域。一想到这,研究热情就被点燃了。”
薛佳佳(右)在与学生研究新型神经再生导管材料。以上图片均为北京化工大学提供
弹性体团队一直践行“有组织的科研”,不同老师和学生深耕各自领域,却从不闭门造车。大家时常围坐讨论,各方向的研究进展和技术思路都能听到、学到。
在不断对话碰撞中,薛佳佳逐渐锚定了自己的研究方向——生物医用弹性体和组织再生材料。她发现,该领域与生命健康息息相关,一个微小的材料改进,可能直接影响到患者术后的生活质量。目前,她已深耕该领域10余年。
今天的弹性体团队,从上世纪90年代六七人组成的教研室,发展成拥有35位教师的研究中心,其中80后、90后年轻科研人员占了一半。团队培养了数以千计的硕博研究生。几年前,团队还入选了“全国高校黄大年式教师团队”。
从“被培养的人”到“参与培养的人”,薛佳佳认为,团队重视的传帮带,不是让学生照着老师的老路重复,而是在共同科研和日常相处中,把严谨求实的态度、突破问题的方法、克服困难的韧性传承下去。
“这条路我走过一遍,曾经是前辈托举我们,现在轮到我们托举学生。做好传帮带,就是托举起团队科研的未来。”薛佳佳说。
(陆地参与采写)