科研作線，編織新材料未來藍圖

納米復合材料被譽為“21世紀的新材料”，因其研發(fā)及應用手段均符合國際綠色工業(yè)發(fā)展和我國可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)文明建設的要求，被視作先進綠色化工新材料的絕佳選擇。其中，納米金屬/碳復合材料更因兼具納米尺寸金屬與功能碳材料的優(yōu)勢脫穎而出，展現出特殊的光學、熱學、催化等功能，成為有機污染物降解、海洋裝備長效防腐及光學薄膜、電池性能提升的關鍵增強材料。然而，傳統(tǒng)制備技術難以在納米尺度上對復合結構、組分和尺寸進行調控，尤其是無法實現在碳球內部生長多種小尺寸金屬，這一度成為工業(yè)生產和高端產品制造等重要領域的發(fā)展瓶頸。南京大學現代工程與應用科學學院教授、海安南京大學高新技術研究院院長唐少春有心破局，自2005年起便專注于金屬/碳納米復合功能材料、納米改性增強電池隔膜、高性能防腐保溫特種涂層、柔性智能響應薄膜等材料的研發(fā)與工程應用。

面向國家重大發(fā)展戰(zhàn)略與需求，唐少春積極推進新材料技術與產業(yè)的融合，并不斷提升自身科研工作的精細化水平，這是他多年來對自己和團隊一以貫之的嚴格要求，也是他眼中“不掉隊、不走偏”的必然條件。在國家自然科學基金、國家“973計劃”和國家重點研發(fā)計劃等科研項目的實施完成過程中，他始終展現著專心、細心、耐心，用知識和經驗“編織”起了一根根解決行業(yè)痛點的“彩線”，在納米復合材料的發(fā)展藍圖上，“繡”出了一幅壯麗而獨特的美妙畫卷。

展開求索實踐，找準“落針點”

“科學研究中往往會發(fā)現一些非常有趣、讓人驚奇的現象，這是一件令人振奮的事情！”當在實驗過程中首次觀測到金屬在微孔碳球內部竟能快速成核、生長成尺寸小于10nm的超細納米粒子時，唐少春抑制不住地感嘆。近20年前的他不會想到，自己能夠打通一條與國際報道的傳統(tǒng)bottom-up制備法完全相反的技術路徑，甚至比傳統(tǒng)技術反應速率還提高了兩個數量級。談起取得的突破性成果，唐少春始終保持謙遜的態(tài)度?；叵肫饎傞_始從事科學研究的時候，缺少科研經費和儀器設備，甚至固定的實驗室都沒有，但這沒有左右他的選擇。經年累月水滴石穿，這份數年如一日以“甘坐冷板凳”的精神在行業(yè)內扎下根去的科研態(tài)度，或許才是唐少春最終凝成突破性成果的關鍵。

“我讀書時的專業(yè)班應該說是‘小而精’的教學模式，學生和教授彼此相熟，老師們認真敬業(yè)、嚴謹的治學態(tài)度和執(zhí)著的求是精神淋漓盡致地展現在我們眼前。一路走來，南京大學寬德養(yǎng)士、至樂成學的育人理念影響我至深，深厚的學科底蘊、多樣的學科道路、雄厚的師資力量，良好的學習氛圍和開放包容的學術環(huán)境也鞭策著我不懈奮斗?！痹谙露Q心常駐母校開展科研探索、教書育人后，唐少春開始了對自身發(fā)展方向的思索。

埋首書海一段時間后，唐少春發(fā)現“行勝于言”，“科研不是憑空想象，只有深入行業(yè)中去，把問題找準，才能有的放矢、拳腳大展”。自此，他不斷求索、反復實驗，在材料學浩如煙海的龐雜分支中錨定了無機納米復合功能顆粒增強涂層研究作為自己科研的“落針點”。十數年磨劍之下，他帶領團隊發(fā)明了超聲電沉積、微波液相選擇性加熱納米包覆技術，促使二氧化硅負載納米金屬、碳球內嵌納米金屬的結構控制路徑開始逐步成形，最終以實現公斤級批量化制備為相關項目暫時畫上了句點。

項目告一段落，但成果影響卻十分廣泛，國家知識產權局發(fā)文稱：“此項專利技術既可實現對納米粒子尺寸、數密度的控制，又能夠對粒子在三維空間的分布位置進行調控；產物純度高，具有獨特的層狀結構，反應速率快、產率高；反應可控性好，技術適用范圍廣；并且打破了多金屬/碳復合材料結構設計及精準調控制備的技術壁壘，推動了納米功能材料的技術進步，為鋰離子電池隔膜改性提供了強大的技術支撐?！?/p>

注重科技賦能，磨好“繡花針”

不求所有，但求所用?！叭绾螌⒊晒D化為推動行業(yè)發(fā)展、國家戰(zhàn)略支持的有效力量”，是唐少春一直思考踐行的問題，也是他從事科研的終極心愿。通過敏銳的洞察和與企業(yè)多年開展橫向合作的切實經驗，他發(fā)現，我國油氣儲運裝備用高端涂層材料其實存在著懸而未決的“卡脖子”問題?！澳茉窗踩枪I(yè)發(fā)展的命脈所在，但我國油氣的開采利用，無論是深海輸運還是建在沿海的大型儲罐，都有著相應的限制因素?！焙唵味裕褪恰胺栏薄氨亍眱蓚€關鍵詞——地表裝備難逃太陽暴曬，深海存儲無可避免溫度驟降，這種“冷熱兩極”的極端環(huán)境消耗的都是油氣管道和儲罐的“壽限”。

為減緩寶貴油氣資源的損失，無數材料學者埋首攻關，以“鐵杵磨成針”般的意志在實驗室與科研藍海里通宵達旦，其中也包含唐少春團隊的身影。面向國家戰(zhàn)略需求，他們提出了核殼結構相變儲能保溫填料，利用碳表面豐富的官能團，成功研發(fā)出復合球表面改性新技術和防腐膠黏劑，提出了納米微球改性高耐候性氟碳涂料及超耐候重防腐新型復合涂層，并揭示了納米顆粒協同增強涂層界面防腐、提升涂層隔熱保溫的機理。經檢測，此類納米復合涂層的性能指標均優(yōu)于國內外同類產品，可使油氣儲運裝備全年油氣損耗量減少35%以上，大幅提高了涂層和裝備表面的附著力、抗沖擊、耐腐蝕等性能，對降低資源損耗、減少CO2排放的技術革新及加快碳中和具有重要意義。

碳納米復合功能材料的魅力與前景還遠不止于此?！霸谘芯靠纱┐魅嵝猿夒娙萜鲿r，我發(fā)現碳納米管薄膜材料的特性在多種材料的襯托下尤為凸顯，未來有望在多領域、富有挑戰(zhàn)的工程中得以應用。”這本是一種具有特殊結構的一維量子材料，由呈六邊形排列的數層到數十層碳原子構成，卻具有重量輕和極為特殊的力學、電學、化學性能優(yōu)勢。雖然性能卓越，但克服高效持續(xù)制備碳納米管薄膜的技術難題，還是耗費了唐少春不少工夫。所幸，由他開發(fā)的非均相沉淀納米包覆技術目前已成為一份高分答卷，使生產的超長碳納米管網絡狀復合薄膜進一步具備了智能自控溫、無懼局部受損、熱輻射為主、能耗低等優(yōu)點。

“有了新材料，就要有新路徑。我渴望為產業(yè)發(fā)展做些什么?！北诵脑?，唐少春在海拔3000米的云南風場開展了原型試驗，為推廣這種優(yōu)質材料應用于防除冰領域而再一次“磨杵成針”。據他透露，現在除冰系統(tǒng)已滿足各項應用指標，解決了風電葉片防除冰這一行業(yè)的世界性難題，減少了我國內蒙古、云貴高原、西北等地風力發(fā)電機因結冰造成的損耗。中國商飛技術團隊也與團隊開展過多次溝通，就柔性薄膜防除冰技術研發(fā)立項開展聯合攻關?！叭绻覀兊某晒苡迷谛乱淮鷩a大飛機和直升機的機翼除冰上，就可打破西方壟斷，為祖國的建設出一份綿薄之力。這比任何鮮花與掌聲都更令我欣喜?！碧粕俅赫f道。

加強統(tǒng)籌協調，用好“穿針法”

作為南京大學現代工程與應用科學學院教授，唐少春在研究工作中持續(xù)探索，而2020年，他又迎來了一個新的身份——海安南京大學高新技術研究院院長。這意味著，在完成學校教學、科研任務的同時，他還將勇挑積極推進產教融合的重擔，將校地最大協同創(chuàng)新互動效應發(fā)揮到極致。

新的時代任務對唐少春提出了新的要求，即強化統(tǒng)籌能力，形成工作合力。對此，他靈活采用“院企共建，合作共贏”的發(fā)展模式，構建政產學研緊密結合的科技創(chuàng)新平臺，在平臺和高校間“穿針引線”，既為學生創(chuàng)造了更好的實訓、從業(yè)資源，也為行業(yè)解決了發(fā)展困境。由于在產學研方面取得的成效，他在3年內便先后獲得了南通市優(yōu)秀科技工作者、實施驅動發(fā)展戰(zhàn)略先進個人、“科技興市功臣”等榮譽。

新材料的研發(fā)與應用千變萬化，但不變的是科研工作者們科技利民、造福社會的初心。產研融合、實干興邦，在科研領域上下求索，在細微之處發(fā)現問題，需要下功夫才可見真章。正因如此，唐少春立志將永葆“咬定青山不放松”的韌勁和“越是艱險越向前”的勇毅，他說：“逐夢圓夢本就是一程接一程的砥礪奮斗，也是一代又一代人的接續(xù)努力，在這種精神的指導下，我們何懼荊棘密布，何懼同擔風雨。”