编者按:

勇担强国使命,铸造“国之重器”

勇攀科技高峰,攻坚核心技术

坚持“顶天立地”

为国家区域经济发展提供有力支撑

发展新质生产力,推进高质量发展

国家有需求,广工有作为

本期是

“攀峰广工”系列报道第10期

聚焦广工学科“硬实力”

彰显学校发展“新”活力

未来的手机会是什么样,可变身?戴在手腕上?这不是幻想,但实现这一切,要靠一种被业界称为“塑料黄金”的材料,特种聚酰亚胺。

聚酰亚胺(PI),是目前综合性能最为突出的,高分子材料之一,耐高温、耐低温、机械性能优异、绝缘性能突出,它撑起智能手机的柔性屏,撑起5G基站的高频天线,撑起新能源汽车的动力电池,也撑起航天器与高端芯片的命脉。

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然而长期以来,一些高端电子级PI材料,一度被国外垄断,成为横亘在产业升级前的一道门槛,广工闵永刚教授团队,正是瞄准这道门槛,一路向前跨越。

PART 01  偏向最难处

闵永刚是俄罗斯工程院外籍院士,国家杰青获得者,在国外学习、工作多年,他几经辗转,将PI相关技术带回祖国,组建起一支多学科交叉,产学研贯通的科研团队,推动技术实现国产化。在他看来,如果关键材料长期受制于人,产业链就难言真正的安全,也正因此,团队把研究方向,牢牢对准国家战略需求和产业前沿。从一块柔性手机屏,到一辆新能源汽车,再到一架低空飞行器,PI无处不在,而团队的研究版图,恰好对应电子封装高质量发展的,四个关键字:芯、屏、汽、合。“芯”片封装用光敏聚酰亚胺,柔性显示“屏”用PI,新能源“汽”车领域,复“合”材料,四个方向每一项都直指国家所需、产业所急。

PART 02  一张薄膜的“突围”

在实验室里做出样品,固然不易,但对团队来说,更难的还在后面。真正决定一项技术,能不能落地的,在于其能否稳定复制 ,放大生产进入客户场景,并经得起长期使用的检验。

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团队一步一步走得很扎实:实验室验证、中试放大,客户端测试、问题迭代、标准固化,在不断试错、修正、优化中,把偶然成功,变成可以量产、值得信赖的成熟方案。这条路,闵永刚团队走了很多年,他们开发了高频通信用改性聚酰亚胺(MPI),量产了TPI/MPI/TPI三层结构薄膜,制备出高频通信用无胶系柔性覆铜板,与企业合作开发的天线材料,8项产品性能及可靠性指标,通过工业和信息化部电子第五研究所验证,性能达到国际先进水平,这一成果,获得2023年中国产学研,合作创新成果奖优秀奖。

团队与多家企业合作生产的,高性能PI覆铜板系列产品,已广泛应用于消费类电子、新能源汽车,动力电池等领域,努力远不止于此,团队与企业积极推进高性能PI,在柔性OLED中的应用及产业化,相关产品已经通过两家显示屏厂,4.5代线和6代线验证,这意味着,在这一关键领域,中国高校科研团队,正在把主动权一点点夺回来,为摆脱美日韩企业在这方面的技术控制作出了贡献。

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图 | 高频通信用改性聚酰亚胺

除了电子封装和柔性显示屏,团队还把PI应用于更广阔的应用空间,他们率先采用PI经碳化、石墨化制备导热膜,导热系数超铜三倍,率先攻克导热膜卷材工艺,自研八功位圆刀模切设备,实现高效模切,制造成本与工艺先进性超越日本,达到世界领先水平,他们还研发了兼具优异导热与吸波性能的PI基管状石墨烯,为国防领域提供核心材料……

科研成果只有真正进入国家需求和产业需求,才更显分量。近年来,团队承担国家重点研发,国家自然科学基金联合基金重点等项目,项目经费累计超过5000万,已发表论文300余篇,申请国内外专利326件,获发明专利授权70余件,获得中国产学研合作创新奖,中国发明创业创新奖二等奖,第十三届发明创业奖人物奖等多项荣誉。数字背后,是一支高校科研团队,把基础研究、工程开发、成果转化、产业协同,一环环衔接的过程,他们做的是能真正回应产业痛点,回应国家所需的中国方案。

PART 03  最喜爱教师的“独家秘方”

在闵永刚看来,科研与育人,从来都不是分开的,“孩子们往往看咱们怎么做,你给他做好示范,教育目标就实现了一大半。”这是他常挂在嘴边的一句话。为了把课讲得更有效,他形成了自己独到的“四段式”教学模式:基本理论、家国引入、案例分析、提问互动交流,学生不只是“听课”,更是在问题中思考,在案例中理解,在现实中认识专业的价值。

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一边是科研一线的攻关者,一边是讲台上的“明星教师”,闵永刚屡次被学生评为“最喜爱的教师”,但学生记住他的显然不只是课堂。在指导学生冲击中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛时,他带着师生团队深入调研,日以继夜打磨项目,国赛备赛最紧要的时候,为了提高效率,他经常开车把学生接到家里,一起讨论、修改,常常忙到凌晨,结束后,又把学生一个个送回宿舍,自己很晚才回家,在他的指导下,《塑料黄金——特种聚酰亚胺的中国力量》,获得大赛金奖,取得学校在该赛事上的历史性突破。

PART 04  下一块“硬骨头”

团队的目光,已经投向更远——航空航天的极端环境,低空经济的新兴赛道,人工智能的AI芯片封装,高频信号传输的下一代材料……在他们看来,合成材料领域未来最值得关注的趋势,是高性能化、绿色低碳化与智能化研发的深度融合,真正有价值的材料,不只是性能指标更高,也要兼顾成本,工艺适配、符合环保要求,以及产业化可复制性,他们正为此努力。从一张薄膜,到一条产线,从一次攻关,到一批成果落地,闵永刚团队把“科技报国”融进了关键材料突破里,也写在了学生成长里。

那些看上去不起眼的材料,正在悄悄托举起,更柔软的屏幕,更可靠的封装,更安全的通信和更有底气的中国制造,而这,正是广工科研人的攀峰之举。

素材 | 闵永刚团队

责编 | 王宇涵

初审 | 李成瑶

复审 | 杜清

终审 | 张育广