从加拿大回国,再到入职乌镇实验室,2个月的时间里,冯子民正渐渐融入这座小镇。更重要的是,在这个新平台,他看见一条新材料产业发展之路,正开疆辟土、未来可期。
“我为新材料产业化‘打辅助’”
陶瓷材料,不仅可以成为家里的“花瓶”。随着科学技术的发展,它正作为一种重要的功能材料,广泛应用在航空航天、医疗器械、智能智造能多个领域。
“比如体重秤、雾化器、手机里的声筒等,都可能用到我们中心研究的无铅压电陶瓷材料,”冯子民介绍,“作为一种新材料传感器,压电陶瓷材料具有驱动精度高、功耗低和机电转换效率高等优势,无铅工艺对环境、身体健康也会更友好。”
什么是压电材料?1880年,诺贝尔奖获得者居里兄弟发现了压电效应,百余年后,可用来实现电能与机械能相互转换的压电材料,是国内外科学家们研究,并进行成果转化的热门领域。
通过无数的计算,发现和分析压电材料的新性能是冯子民的主要工作。“我们的工作成果就是告诉大家,怎么做会有什么结果,”冯子民谦虚地表示,“在应用型研究里,我主要是为大家的实验、产品产业化‘打辅助’。”
工作时间,冯子民的电脑里,是密密麻麻的英语论文。他需要时刻关注全球关于压电材料的最新研究。密密麻麻的还有一般人都看不懂的各种数学公式。利用方程式、函数公式等,他需要计算出相关材料在不同情况下可能产生的不同影响。
他举例,目前,团队就在计算相变材料在不同温度等条件下,微观排列会发生的变化。“比如一种材料在达到哪种温度时,会发生状态的改变,这种状态可不可逆等。”
“物理是一门带劲的学科”
从中国科学技术大学本科毕业,再到加拿大麦吉尔大学攻读硕士和博士学位,冯子民求学的专业一直都是理论物理。
他觉得,物理是一门非常“带劲”的学科。
“物理会提出一些比较抽象的概念和理论,但最终是为预测和解释客观事物的运行规律服务的。特别是就业后从事的新材料领域,就落实到了更具体的东西上。”冯子民说道。
回忆起科研经历的几个突破瞬间,冯子民仍然记得那种无法言说的喜悦。他说:“那种突然弄清楚一件事情的感觉,是很爽的。”
上学时,他在研究量子输运理论时,遇上了难题。“摸索了很久,但突然发现可以用一种通行的解法去解决,那种从未知到已知的过程,非常开心。”
另外一个开心瞬间,是最终证明,自己研究的东西,是有用的时候。
就像现在,他的研究也是为了“有用的”成果服务。在一系列数据的演练、推算基础上,先进功能陶瓷材料研究中心的一系列产品要逐步走向产业化——
由团队研发的环保型压电材料,医疗超声雾化设备,已经正式投产,并向全世界进行推广。这款无铅雾化器由高频振荡电路和压电陶瓷换能片组成,通过电能转化成机械能并产生超声波,将液体击碎成微米级的雾气,相较传统雾化器更加无害、健康。
此外,团队正在积极研发一款无铅压电多层器件,预计在今年7月份前成立公司,搭建量产生产线。“这款材料能用作手机里的发声器件。对比传统材料使用的重金属,它密度低重量能轻40%左右,成本降低约30%。”中心执行负责人姚方周介绍。
有数据统计称,2024年全球无铅压电材料的市场将超4.5亿美元,未来五年年均复合增长率预计可高达20.8%。在乌镇实验室所在地桐乡,近年来,也着力发展以新材料为主导产业的先进制造业,承包了全球25%的玻纤新材料和中国31%的化纤新材料,新材料产业产值突破千亿元。
无论是冯子民或其他成员,都坚信团队正行驶在一个潜力无限的新赛道上。“要抓紧新机遇,进一步助推国内前沿材料产业高质量发展。”
“很自豪,成为一名科学校长”
前几天,冯子民被聘请成为乌镇当地一所小学的“科学校长”。对于这个新鲜的名头,他很自豪也深感责任重大。
他告诉记者,自己能开拓科研事业,或多或少得益于科普的力量。“以前学校就有类似的活动,通过机缘巧合,看了很多科普书籍,一来二去发现对科学的喜爱,就一直往相关方向努力了。”所以未来,他也期待通过努力,能为现在的学生们点燃科学的火花。
采访到一半,乌镇实验室相关负责人来敲门。“今天这场报告内容很不错,讲的是电池二氧化碳捕获方法,有空可以听一听。”冯子民连连答应,向记者介绍,实验室经常会请各个领域的专家来讲课,说的都是干货,也给予了自己的工作很多启发。
谈及来到乌镇实验室的感想,他欣然道:“在这里,可以专心做科研。团队合作很融洽,大家都能沟通顺畅,劲往一处使。”
“虽然乌镇实验室算是一个新的平台。但来之后的两个月,处处也能感受到实验室、当地政府对人才、对科研的重视。”在乌镇实验室实验楼里,价值百万以上的“镇室之宝”实验器材,被一个个小包间隔开,年轻的科研人员们三两成堆,正认真得在里面做各种实验。实验室展厅里,各中心研发的创新成果一一罗列,吸引眼球。
据了解,今年下半年,乌镇实验室将正式入驻桐乡凤凰湖畔的凤凰湖科技城。随着实验室物理空间进一步拓展,借助长三角地区的区位优势,届时,乌镇实验室将进一步吸引更多如冯子民一般“高精尖”的人才。
“面向国家重大战略需求和地方经济主战场,我们将立足桐乡新材料产业规模优势,成为桐乡乃至嘉兴高层次人才密度最高的地方,为当地创新发展做出自己的贡献。”实验室相关负责人说道。