何新波：讓科技融入生活

范佳樂

北京科技大學(xué)廣州新材料研究院院長何新波

如果要問，支撐現(xiàn)代文明的三大支柱是什么？答案是：材料、能源及信息。而材料，更是社會文明進步的基礎(chǔ)和關(guān)鍵性標志，是人類生產(chǎn)和生活水平提高的物質(zhì)基礎(chǔ)。從現(xiàn)代科技發(fā)展史來看，一種新材料的發(fā)現(xiàn)與實際應(yīng)用，往往可以導(dǎo)致一個嶄新科技領(lǐng)域的產(chǎn)生與蓬勃發(fā)展，極大地改善社會物質(zhì)文化的狀況，不斷滿足人類日益發(fā)展的需要。正如英國哲學(xué)家、思想家、作家和科學(xué)家培根所說：“科學(xué)的真正的與合理的目的在于造福人類生活，用新的發(fā)明和財富豐富人類生活?！北本┛萍即髮W(xué)沿海協(xié)同創(chuàng)新研究院院長、廣州新材料研究院院長何新波教授無疑是這一理念的積極踐行者……

勤于鉆研在材料科學(xué)領(lǐng)域突破創(chuàng)新

2000年，何新波在中南大學(xué)獲得材料加工博士學(xué)位后，進入浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程博士后流動站，進行博士后研究工作。由于研究成果突出，2002年出站時，何新波就晉升為副教授，進入北京科技大學(xué)從事教學(xué)與科研工作。2006年4月，他成為全校首批以副教授身份破格晉升為博士生導(dǎo)師的教師之一，同年7月破格晉升為教授。打破傳統(tǒng)晉升制度的背后，是何新波優(yōu)秀的個人能力和在材料科學(xué)領(lǐng)域取得的優(yōu)異成績。

何新波一直致力于粉末冶金新材料、新型電子封裝材料以及高溫陶瓷基復(fù)合材料等方面的研究與應(yīng)用。近年來，他先后主持和承擔了國家原“973”和“863”計劃項目、國家科技支撐計劃、國家科技重大專項、國家重點研發(fā)項目、國家自然科學(xué)基金、國防基礎(chǔ)科研項目、軍品配套項目等20余項科研課題。共發(fā)表學(xué)術(shù)論文100多篇，其中S C I、E I收錄60余篇；申請國家發(fā)明專利40余項，獲授權(quán)專利20余項；獲省部級技術(shù)發(fā)明獎一等獎2項、軍隊和省部級科技進步獎二等獎4項。曾先后入選北京市“科技新星計劃”、教育部“新世紀優(yōu)秀人才支持計劃”和北京市“優(yōu)秀人才培養(yǎng)資助計劃”。

何新波坦言，良好的科研環(huán)境是取得科研成果的必備條件?！敖陙?，國家一直大力發(fā)展材料科學(xué)，對這一學(xué)科的重視程度達到了前所未有的高度。2011年我國政府公布的促進經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中，新材料正處其中；而其他四項——新能源、節(jié)能環(huán)保、新能源汽車、新一代信息技術(shù)，也都與材料密切相關(guān)。在國家一系列有力措施的實施下，材料科學(xué)和新材料產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了突破性的發(fā)展與進步?！?/p>

在這里，何新波提到了他的兩個科研項目。一個是“高性能電子封裝與熱沉材料的研究”項目。隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，電子元器件中的芯片集成度越來越高、功率越來越大，對封裝和熱沉等材料的散熱等要求也越來越高。同時，熱沉等材料的熱膨脹系數(shù)還要與芯片等保持匹配，這是因為如果熱沉材料與芯片的熱膨脹系數(shù)相差太大，就很容易引起芯片的炸裂或某些焊點、焊縫的開裂，從而導(dǎo)致電子元器件失效。因此，導(dǎo)熱率（T C）和熱膨脹系數(shù)（C T E）是發(fā)展高性能電子封裝和熱沉材料所必須考慮的兩大基本要素。另外，電子元器件的小型化和輕量化對材料的密度也提出了更高要求。傳統(tǒng)的封裝和熱沉材料很難同時兼顧對上述各種性能的要求，而材料的復(fù)合化由于可以將多種材料的優(yōu)良特性有機結(jié)合起來，從而獲得既具有良好導(dǎo)熱性又可在相當廣的范圍內(nèi)與多種材料的熱膨脹系數(shù)相匹配的復(fù)合材料，已成為高性能電子封裝與熱沉材料發(fā)展的主要方向。

“我們研究團隊針對電子封裝與熱沉復(fù)合材料零件在成形過程中存在界面難以控制和加工困難等難題，提出采用粉末冶金-無壓滲透相結(jié)合的技術(shù)來實現(xiàn)復(fù)合材料及其零件的一體化近終成形。通過復(fù)合材料的成分與結(jié)構(gòu)設(shè)計、界面行為控制、材料致密化機理等科技問題的解決，突破了復(fù)合材料的界面復(fù)合、預(yù)成形坯孔隙和尺寸調(diào)控、材料組織與結(jié)構(gòu)精確控制等關(guān)鍵技術(shù)，建立了近終成形高性能電子封裝與熱沉材料零件的一體化成形技術(shù)?！焙涡虏ń榻B說，研究團隊還先后成功開發(fā)出SiCp/Al、Diamond/Cu、Diamond/SiC等系列新型電子封裝與熱沉復(fù)合材料，在復(fù)合材料及零件的制備和封接等方面取得了多項創(chuàng)新性成果。項目研究成果對促進我國電子、通信、交通等眾多領(lǐng)域器件和裝備的多功能化、小型化、集成化產(chǎn)生重要影響。

北京科技大學(xué)

北京科技大學(xué)廣州新材料產(chǎn)業(yè)園總部（廣州）

另一個項目是關(guān)于Cf/SiC陶瓷基復(fù)合材料的研究。何新波說：“碳纖維增韌碳化硅復(fù)合材料（Cf/SiC）具有輕質(zhì)、高強度、高韌性和耐高溫等綜合性能，在飛行器熱防護系統(tǒng)、火箭發(fā)動機燃燒室和航空渦輪發(fā)動機等熱結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力。目前，在Cf/SiC復(fù)合材料制備工藝中，先驅(qū)體浸漬裂解工藝（PIP）因具有先驅(qū)體分子可設(shè)計、制備溫度低、對設(shè)備要求簡單等優(yōu)點，已成為大型復(fù)雜形狀構(gòu)件制備的主要工藝。然而，由于PIP工藝中有機先驅(qū)體在裂解過程中，會逸出大量小分子，從而容易在復(fù)合材料中形成一定量的孔隙，影響復(fù)合材料力學(xué)性能和均勻性等?！?/p>

課題組針對Cf/S i C復(fù)合材料存在材料均勻性偏差、致密度偏低、材料制備周期長等難題，通過先驅(qū)體的設(shè)計與改進、化學(xué)液氣相沉積（CLVD）與PIP相結(jié)合工藝的優(yōu)化、Cf/SiC復(fù)合材料界面設(shè)計與控制、超高溫粒子的復(fù)合、復(fù)合材料表面涂覆等科技問題的解決，突破了復(fù)合材料工藝精準控制、纖維表面和界面復(fù)合、基體復(fù)合與成形控制等關(guān)鍵技術(shù)，解決了復(fù)合材料工藝穩(wěn)定性偏差、材料性能偏低和離散度偏大等難題。同時，通過與相關(guān)科研院所和應(yīng)用單位的合作，成功建立了高性能Cf/SiC復(fù)合材料及其大型復(fù)雜構(gòu)件的近終成形一體化技術(shù)，并實現(xiàn)了復(fù)雜構(gòu)件在多領(lǐng)域的應(yīng)用。這一研究成果有利促進了Cf/SiC復(fù)合材料的發(fā)展與其在航空、航天、交通等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

“科研技術(shù)最終還是要‘落地’，只有將實驗室的研究成果切實轉(zhuǎn)化于人們的生產(chǎn)實踐中，科學(xué)才具有生命力。”何新波說。

北京科技大學(xué)黨委書記武貴龍（左1）到廣州新材料研究院調(diào)研和指導(dǎo)工作

身負重任助力科研成果實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

2016年，為進一步實施“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”戰(zhàn)略，推動創(chuàng)新型國家建設(shè)，提升區(qū)域創(chuàng)新活力，促進科技成果轉(zhuǎn)化，北京科技大學(xué)、廣州市人民政府和廣州市海珠區(qū)人民政府三方合作共建北京科技大學(xué)廣州新材料研究院（以下簡稱“研究院”），何新波被任命為研究院院長。

談及研究院的設(shè)立，何新波說：“為加快北京科技大學(xué)與區(qū)域的協(xié)同創(chuàng)新和產(chǎn)學(xué)研合作，促進科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，學(xué)校在原廣東研究院的基礎(chǔ)上，大膽創(chuàng)新，確定了新常態(tài)下地方研究院建設(shè)新思路，并組建了以我國沿海地區(qū)為主要協(xié)同創(chuàng)新區(qū)域的沿海協(xié)同創(chuàng)新研究院。沿海研究院圍繞創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，構(gòu)建以市場需求為導(dǎo)向，以科技成果轉(zhuǎn)化為目標，人才-技術(shù)雙核心動和雙核心移的新型校-地-行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新模式，實現(xiàn)人才-科技-產(chǎn)業(yè)的融合與協(xié)同發(fā)展。由于學(xué)校在珠三角地區(qū)具有深厚的合作基礎(chǔ)，同時考慮到粵港澳大灣區(qū)豐富的產(chǎn)業(yè)、商業(yè)與金融資源以及良好的市場環(huán)境，學(xué)校決定將第一個特色研究院（廣州新材料研究院）落戶廣州。”

研究院堅持以市場需求為牽引，以體制機制創(chuàng)新為核心，堅持技術(shù)研發(fā)-成果轉(zhuǎn)化-企業(yè)孵化三位一體發(fā)展思路，集技術(shù)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、科技服務(wù)、企業(yè)孵化、產(chǎn)業(yè)培育、人才培養(yǎng)為一體，積極助力廣州及珠三角的產(chǎn)業(yè)發(fā)展與轉(zhuǎn)型升級。何新波解釋道：“材料是科技發(fā)展的基石。就像手機芯片技術(shù)再好，沒有原材料去制造，這些科技都只能束之高閣，因此材料是基礎(chǔ)。但從實驗室的研究成果到形成規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)，需要經(jīng)歷一個艱苦而漫長的過程。研究院的設(shè)立，則為技術(shù)的落地提供了沃土，我們會為成果的轉(zhuǎn)化提供全方位服務(wù)，大力促進重大科研成果及技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化?！?/p>

自成立以來，在北京科技大學(xué)、廣州市政府和海珠區(qū)政府等的大力支持下，研究院在各個方面都取得了長足進步。如在科技創(chuàng)新團隊建設(shè)方面，組建了粉末冶金技術(shù)創(chuàng)新中心、復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新中心、磁性材料技術(shù)創(chuàng)新中心等7個科技創(chuàng)新平臺，技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)研發(fā)能力大幅提升；在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，建設(shè)了技術(shù)創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化基地，擁有項目孵化和成果產(chǎn)業(yè)化雙功能，實現(xiàn)項目入駐孵化后就地轉(zhuǎn)化的無縫對接?，F(xiàn)已孵化了8家股份制科技型企業(yè)；隨著廣州新材料產(chǎn)業(yè)園的動工建設(shè)、廣東省高水平新型研發(fā)機構(gòu)的獲批、第十八屆全國大學(xué)生機器人大賽（ROBOTAC）的成功舉辦等，進一步夯實了研究院的發(fā)展基礎(chǔ)，增強了研究院的科技創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化等社會服務(wù)能力，極大提升了學(xué)校和研究院在粵港澳大灣區(qū)的影響力。

“研究院的創(chuàng)新之處就在于，它充分利用了社會資源，將市場、企業(yè)與高校緊密地聯(lián)系起來，實現(xiàn)共建共享。”何新波說，“研究院構(gòu)建了人才-科技-產(chǎn)業(yè)的融合與協(xié)同發(fā)展模式，不僅使科學(xué)技術(shù)的研發(fā)更加貼合市場需求，而且讓更多的社會資本融入進來，在加快高?？萍汲晒D(zhuǎn)化的同時，也有力促進了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，實現(xiàn)了科技成果的產(chǎn)業(yè)化與商業(yè)化?！?/p>

2019年7月，在廣州市科技局的支持下，由研究院承辦的第十八屆全國大學(xué)生機器人大賽ROBOTAC賽事圓滿落幕。42支高水平隊伍激烈角逐，吸引超過1500名觀眾，社會反響強烈。比賽首次舉辦了國際教育產(chǎn)業(yè)論壇，重點探討了比賽與教育、科技和產(chǎn)業(yè)的互動效果與作用；打通了ROBOTAC、ROBOCON和ROBOMASTER三個國家級機器人大賽的合作通道，開啟三大賽事的協(xié)同發(fā)展；在得到央視、廣東電視臺等權(quán)威媒體報道與肯定的同時，首次得到國外媒體的廣泛關(guān)注。全球135家國外媒體對比賽決賽進行了報道，可觸達人數(shù)超過7200萬。2020年3月，在全國合力抗疫情、促發(fā)展的關(guān)鍵時期，北京科技大學(xué)廣州新材料產(chǎn)業(yè)園作為花都區(qū)2020年重點建設(shè)項目動工建設(shè)。研究院將以新材料產(chǎn)業(yè)園建設(shè)為新起點，以ROBOTAC賽事為契機，大力吸引高水平創(chuàng)新團隊，著力將新材料產(chǎn)業(yè)園打造成“新材料+智能制造”科技創(chuàng)新基地和產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)。

“未來，研究院將在學(xué)校、廣州市區(qū)等的領(lǐng)導(dǎo)和大力支持下，進一步開拓創(chuàng)新，積極探索新形勢下研究院的建設(shè)與發(fā)展模式。大力推進體制機制改革、科技創(chuàng)新團隊建設(shè)和科技成果轉(zhuǎn)化等重點工作，促進研究院健康、快速發(fā)展，使之成為學(xué)校在華南的一張靚麗名片。同時，通過新型政-產(chǎn)-學(xué)-研-資合作模式，協(xié)同推進首都相關(guān)科技成果在粵港澳大灣區(qū)的工程化與產(chǎn)業(yè)化，構(gòu)建以新材料為核心的北京-大灣區(qū)協(xié)同創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)通道，服務(wù)學(xué)校的雙一流建設(shè)和粵港澳大灣區(qū)的科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”何新波說。

北京科技大學(xué)廣州新材料研究院科技創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化基地

北京科技大學(xué)廣州新材料研究院科技創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化基地內(nèi)部