新材料专家邵国胜:福荫后世 制备绿色节能“超级材料”



邵国胜教授在中央党校学习期间,与改革开放的总设计师邓小平主席像合影,表达了邵教授归国报效之赤诚

  他牵头组建郑州大学中英纳米多功能材料联合研究中心;

  他孜孜不倦终于发明绿色节能技术制备“超级材料”;

  他不忘初心用努力用科技保护绿水青山;

  他是邵国胜教授——

  国家千人计划专家、郑州大学博士生导师、郑州新世纪材料基因组工程研究院院长。

  不忘初心 砥砺前行

  1977年恢复高考后,邵国胜作为全县仅有的两名大学生之一,考入郑州工学院(新郑州大学主要组成部分之一)冶金专业学习,并在毕业后留校任教。1991年,通过中英友好奖学金, 他以访问学者身份赴英国深造。此后数十年间,邵国胜在英国萨里大学材料科学与工程专业攻读博士、博士后,先后担任萨里大学高级研究官、布鲁奈尔大学副教授、博尔顿大学计算材料学教授、新能源材料研究所所长、工程院院长等,兼任英国材料化学委员会委员、材料学会专业会员,在英国新材料研究领域取得了多项重要成果。

  2010年,国家知识产权局局长、时任郑州大学校长申长雨院士向邵国胜发出“橄榄枝”,邀请他回国助力新材料发展。割舍不断的文化根脉让邵国胜面对祖国和家乡的发展需要,义无反顾放弃了多年来在英国新材料研究领域积累的基础,作为河南省引进的首位“千人计划”专家,担任郑州大学特聘教授。作为留过洋、与国际接轨的专家,邵国胜身上丝毫没有专家的“架子”,反而有种少有的质朴务实气质。他用淳朴的语言表达了对自己肩负的使命那份超乎寻常的认真:“祖国、家乡需要我回来,我如果不认真工作,在自己擅长的领域为科技进步作出贡献,不仅无法给祖国、给母校交代,也无法给自己交代。”

  石墨烯被誉为“超级材料”,是已知的最薄、最坚硬的纳米材料,它几乎完全透明,质轻、结构稳定且具有良好的柔韧性和超强的导电导热性,在高精尖领域有着巨大的应用潜能,是一种辐射性极强、极具战略意义的“颠覆性材料”。

  邵国胜选择石墨烯作为研究主体做精做强,最重要的原因是通过石墨烯研发可以促进传统材料的升级,带动民用、军用等一大批产业的革新。当前,国际主流的粉体石墨烯制造技术存在“三高一低”问题:主流氧化还原技术虽然比较适于规模化生产,但生产过程高度污染环境、产品缺陷率极高,不宜用于高性能领域。英国电弧法技术虽然能够制备结构接近石墨烯的纳米角,单台设备年产率却只有200来公斤,严重阻碍了石墨烯的工业化应用。因而,近年来国际研究热点聚焦在对有缺陷石墨烯的修复技术上,治标不治本。

  邵国胜锁定石墨烯制造源头,带领团队开展科研攻关,掌握了国际上独有的全流程绿色量产高品质石墨烯技术,真正实现了用清洁办法一步制造出优质石墨烯粉体的目标。其制备过程能耗不到电弧法的1%,制品质量优于电弧法,成本不到其千分之五,能耗相当的单机年产能可达数十吨。

  不仅在制备方面,石墨烯的产业化应用也是邵国胜关注的重点。针对当前锂电池易引起失火爆炸和续航能力不强等问题,他带领研究院用石墨烯代替传统石墨做电池负极材料,将石墨烯与非嵌入式正极材料复合,研制出较为成熟的金属离子电池,储能密度能够提高2.5倍,充放电速度更快,使用更安全。

  针对PM2.5的重要来源之一——汽车尾气排放,邵国胜带领团队研发出具有高效过滤功能的石墨烯布,解决尾气污染问题;一些减震、消音、消防、保温、电磁屏蔽等功能复合材料的研究都在逐步推进。目前,他积极投身建设石墨烯创新基地,以郑州新世纪材料基因组工程研究院作为研发中心,配套建设一个年产大于50吨的制造中心,形成辐射周边的应用产业链,实现就地生产、消化、应用,努力打造华中石墨烯科技产业基地。

  勤于专研 硕果累累

  当前,环境问题已经成为影响人类生活的重要问题,利用科技成果保护生态环境、造福人类生活也是邵国胜一直坚持的理念。对制造手机屏幕等的关键光电材料——透明导电氧化物薄膜,传统方法是使用锡掺杂的氧化铟(ITO)来制作,但铟不仅成本高,且在全球非常稀缺、濒临枯竭。邵国胜带领研究院通过材料基因组工程方法,以无铟透明导电氧化物取代现有的ITO材料,使光电器件和柔性光电器件摆脱对稀缺元素铟的依赖,建立了全新的材料产业链条,显著降低了制造成本。

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