編者按:近日,河南省人民政府印發《河南省建設制造強省三年行動計劃(2023—2025年)》,提出要深入貫徹人才強省戰略,加強數據、設計、基金、高技能人才同步引育,到2025年,基本形成重點產業鏈高端人才和創新團隊全覆蓋。為此,大河網聯合共青團河南省委推出《智造河南“青”力相助》系列策劃,聚焦那些向“智”造夢想全力奔跑的青年科技人才、高技能人才,講述他們執著攻關高精尖技術、連接社會所需的模范故事。
提起智能手機散熱能力和充電速度時,一定能聽到“石墨烯”三個字。由于具有比貴金屬銀更強的散熱和導電功能,石墨烯正成為半導體、電子信息及5G通信等高端制造業領域炙手可熱的“角逐點”。
但,了解石墨烯是一種二維碳納米材料并熟悉納米技術應用的人可能就沒有那么多了。
黃河科技學院納米功能材料研究所副所長張守仁
近日,第六屆中國·河南招才引智創新發展大會先進材料與智能制造論壇在鄭州舉行。在河南這片創新創業的熱土上,怎樣才能更好發揮材料科學的作用呢?為此,記者采訪了黃河科技學院納米功能材料研究所副所長張守仁。
用“小納米”助推材料“大產業”
步入研究所所在的大樓,寬敞整潔的大廳深處別有洞天——各式各樣的科研儀器陳列在兩旁,身穿白大褂的科研人員穿梭往來,比一般實驗樓更能承重更寬敞的電梯引起了記者的注意。
在計算機和設備前進行日常工作
“研究所進行的主要科研項目中,大多與納米器件及納米材料有關。”張守仁介紹道,納米是非常小的長度單位,只有十億分之一米,相當于人類頭發絲直徑的萬分之一。但,做研究所接觸的設備往往都是大型設備。
一個長度單位為何能成為一門學問?張守仁解釋道,“當材料尺寸小到納米量級時,其物理化學性能會發生重大改變,也就是納米尺寸效應。比如納米顆粒的熔點可遠低于塊狀金屬,可為粉末冶金工業提供新工藝。”
“目前,在納米科技的基礎研究和應用基礎研究領域,中國是全球最活躍也是最有影響力的國家之一。”自2009年參加工作開始,張守仁一直從事納米材料的控制合成與組裝、新制備方法的設計和性能研究,為設計新型光學納米材料、生物醫學材料等應用探索提供科學依據和技術支撐。14年來,張守仁見證著納米技術正在改變我們的生活,“納米材料與技術在衣食住行中的作用已愈發明顯,在生物醫學、能源動力、電子器件和航空航天等領域發揮著越來越重要的作用”。
“我們團隊聚集了一批來自化學、物理、材料等領域的國內外優秀中青年學者,目前正在研發的納米磁性材料,對其表面進行修飾可以使其具有特定的功能,通過外加磁場實現吸附分離,可以應用在生物醫藥和水處理等領域。”在微觀尺度下,張守仁看到了一個新的物質世界。
向著“碳中和”目標搶灘納米材料前沿
專門開設納米材料與技術專業的高校并不多,黃河科技學院是其中之一。在納米功能材料研究所的實驗樓大廳,展板上寫著:“自主創新是我們攀登世界科技高峰的必由之路”。這句話其實正是張守仁教學和科研生涯的寫照。
《河南省建設制造強省三年行動計劃》提出,在前沿新材料等未來產業,強化關鍵技術儲備與攻堅。張守仁對此深有感觸,“作為省級重點實驗室,探索功能性納米及復合材料在生物醫藥、新能源領域的應用,并為河南省新材料相關產業提供檢測技術服務是我們團隊過去、現在和未來都在堅持的。”
最近,張守仁正帶領著團隊圍繞“碳中和”課題,開展新型二維材料和新型光催化劑的研究。“主要是用于二氧化碳的捕獲和轉化,著力于將多余的二氧化碳轉化為可利用的低碳燃料或化工原料。”
“比起發現可利用的功能材料,增強它的穩定性和重復性更加具有挑戰性。”憑著對科研的執著,張守仁團隊經常連續十幾個小時泡在實驗室,有時吃飯也不忘討論學術,他常說,把解決實際問題的技術拿出來才是真才實干。
用科普為青少年種下納米科技夢
常年忙著研究所工作的張守仁,依然堅持為本科生講課。“主要是給他們講一講納米材料的發展前沿和應用前景,希望通過項目化教學,培養學生創新能力和實踐能力。”張守仁認為,看著學生成長成才是他奮斗的目標之一。
其實,鼓勵學生與納米材料研究事業為伴的張守仁還有另一個身份——河南省首席科普專家。
對中小學生進行科普
“小學四年級有一篇課文叫作《納米技術就在我們身邊》,把微觀世界里的奧秘和樂趣告訴了我們的孩子。”2017年開始,張守仁開始系統化地定期開展科普工作,帶著青少年們探索前沿科技的精微世界,“希望通過讓青少年與科學前沿親密接觸的這種形式傳承和弘揚科學精神,激發青少年科學興趣,培育未來科技后備人才。”
“納米材料研究與其它學科相互滲透交叉,可以形成許多新的學科或學科群,這個領域的發展將對經濟建設、國防實力、科技發展產生一定程度的影響。”談及未來,張守仁信心滿滿,“讓納米材料創造更多社會價值,我會繼續努力下去。”