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SIATER說 | 康翼鴻:武漢先進院新材料研發結碩果

時間:2021-02-08        來源:

2020年12月中旬,湖北省科技廳黨組書記、廳長王煒率隊赴武漢經開區開展專題調研。當他來到武漢中科先進技術研究院(以下簡稱“武漢先進院”)調研時,看到展廳里陳列著一系列新材料研發成果,當場表示:武漢先進院在新材料領域特色鮮明,希望武漢先進院在湖北省加快高新科技成果孵化企業步伐,將科技成果高效轉化為市場認可的產品和產業,在創新成果轉化中實現創新價值。

武漢先進院誕生于2018年,是中科院在武漢市成立的第一家新型研發機構,致力于實現部分“卡脖子”關鍵材料和技術的產業突圍,2020年春天雖然受到新冠疫情的嚴重影響,但它仍表現出頑強的生命力和過硬的創新實力,新材料研發方面結出了累累碩果,截止目前申請43項專利,其中13項已獲授權,還有一批優秀科研成果成功產業化,服務于國民經濟建設。?
火速研發防霧噴劑,有效助力一線抗疫

去年春天發生疫情以來,湖北是全國疫情防控重中之重,就在全國人民為病毒肆虐憂心忡忡之際,2020年2月27日,人民網上刊登了一條振奮人心的信息——
“喻博士,太感謝啦,今晚入艙的醫生試用了防霧噴劑,效果奇好,太感謝啦。”2月24日23點,武漢中科先進技術研究院院長喻學鋒收到又一條抗疫一線的感謝消息,這條消息來自深圳首批支援湖北醫療隊龍翔副主任醫師。醫療隊在一線戰斗了15天,和其他工作在一線的醫護人員一樣,都飽受護目鏡上霧水帶來的麻煩。?
新冠肺炎疫情發生以來,喻學鋒一直奮斗在實驗室,帶領研究團隊緊急攻關與疫情防控相關的技術。在完成病毒核酸快檢試劑盒關鍵原料的研發后,他注意到醫護人員飽受護目鏡上霧水之苦,發現了一個來自一線的緊急需求——防霧劑。穿著防護裝備的醫護人員,護目鏡和眼鏡上極易起霧水,非常影響救護操作,于是有的醫生涂上洗潔精,有的醫生噴玻璃防霧劑,但大多效果不佳,有醫護人員反饋“打個針連血管都看不清”。?
喻學鋒、康翼鴻、楊新耕3位博士帶領團隊對防霧涂層技術進行緊急攻關,研發出的新型防霧涂層利用非離子表面活性劑特殊的分子結構,一端為親水基團,一端為親油基團,親水基團吸附空氣中的水分子并使其表面張力降低,從而減小水在玻璃表面的接觸角,使水分子還沒有在透明物體表面形成細小水珠之前,就會擴散于玻璃表面,形成超薄的透明納米膜,防止光線散射,從而起到防霧作用。團隊僅用一周時間完成了納米防霧噴劑的研發、生產中試、灌裝生產線構建以及相關企業標準的建立。
在多家醫院試用后發現,該納米防霧噴劑有兩大突破,一是突破了材料限制,在樹脂、玻璃包括鍍膜眼鏡等材質上都能產生持久效果,擴大了防霧劑的使用范圍;二是防霧效果持續時間長,在穿著防護服條件下防霧效果可持續1天,日常環境可持續防霧5-10天,能有效保證一線人員工作期間視野清晰。
在生產人員不足的情況下,為滿足同濟、協和、中部戰區總醫院、武漢客廳方艙醫院等十幾家醫療機構提出的緊急需求,武漢先進院集合了部分湖北省外工作人員,與中科院深圳先進院材料界面研究中心團隊一道,開展緊鑼密鼓的制備工作,完成了第一批5000瓶納米噴霧劑生產于2月25日順利送達防控一線。

武漢先進院生物技術平臺工作場景

武漢先進院總經理康翼鴻告訴小鉅:“我們不斷提高產能,先后分8批累計向109家防疫單位捐贈共4萬支,被數萬名醫護人員廣泛使用,并得到了一致好評。防霧劑的核心是高分子表面改性技術,后來我們在此技術基礎上又開發了光固化永久防霧涂層,并與多家企業合作進行了產業化,包括生產防霧護目鏡、防護面罩、防霧游泳鏡等,未來該技術還將應用于浴室鏡防霧、汽車大燈防霧、電箱觀察窗的防霧領域。”
微膠囊技術打破外企壟斷

在疫情期間,武漢先進院獲得了國內第一個可量產的無醛可擦寫筆色漿技術專利授權,并且順利完成了專利許可。2019年,武漢先進院智能微膠囊研發團隊成功開發出基于無醛微膠囊技術的可擦寫筆色漿,并申請專利。同年10月,自主設計并建造了無醛微膠囊中試設備線,并進行了大量前期預研工作,僅通過3次中試就實現了無醛可擦寫筆色漿的噸級量產,獲得了客戶認可。

康翼鴻博士

康翼鴻介紹,從2019年10月至2020年2月間,多次與客戶溝通交流,甚至在春節與疫情期間都不間斷,詳細闡述該項技術的價值和優勢,并且通過大量調研和準備工作,進行了3次專利答審,最終于2020年2月獲得該項專利授權。專利獲得授權的當周即與合肥一家新材料公司達成合作意向,完成專利許可合同的簽訂,以5年900萬元的費用獨家授權給該公司。該領域此前被日本企業壟斷,該項技術為國內首創,是國內第一個可量產的無醛可擦寫筆色漿技術,也是國內該領域金額最高的一筆成果轉化案例。
該項技術的成功研發即標志著中國在該領域打破國外壟斷,也標志著武漢院在智能微膠囊領域的技術領先地位,同時也是疫情期間武漢開發區最亮點的一項成果轉化案例,形成了非常好的經濟效益和社會效益。據悉,武漢先進院的智能微膠囊項目分為“熱管理材料”和“柔性顯示材料”兩大方向,無醛可擦寫筆色漿僅僅是 “柔性顯示材料”板塊中的一個應用案例。該項目還獲得科技部2019年創新創業大賽全國優秀企業獎、湖北賽區第二名,被列入2020年省院合作專項湖北省財政支持范圍,還獲得了2個企業橫向研發課題,開發了5個產品線。
為滿足產業化需求組建氣凝膠研發團隊

面向物聯網、綠色能源和生命健康,武漢先進院發展新材料及先進制造技術,服務地方支柱產業和經濟發展需求。為了滿足當地產業化需求,武漢先進院在半年內組建了一支氣凝膠研發團隊,并且完成實驗室小試與中試可行性驗證,進入中試階段,逐步踐行武漢先進院的“0-1-9”的技術攻關方法論。

武漢先進院部分成員合影

2020年6月,武漢先進院與興發集團進行項目交流過程中,了解到其希望布局氣凝膠材料的需求,于是開始著手調研與整理資料。通過1個月的梳理和少量的預研實驗,制定出一套基礎技術路線。7月,成功邀請興發集團高管到訪武漢先進院,在興發集團訪問期間,通過介紹武漢先進院具備技術攻關能力的研發團隊,小試、中試的研發條件,微膠囊項目的成功經驗,以及通過1個月時間調研的氣凝膠材料前景以及基礎技術路線,成功打動興發集團,將氣凝膠材料作為其未來重點布局,與深圳先進院共同完成技術開發。
在與興發集團談判的過程中,武漢先進院同步啟動了人才招聘工作,并在確定合作意向的當月即招聘到第一位氣凝膠專業技術人才,次月即完成基礎工藝路線設計,赴興發集團商談并確定合作模式。該項目采取創新的深圳先進院-武漢先進院-興發集團三方合作模式,發揮各自的優勢,深圳先進院利用豐富的科研人才和完善的設備平臺負責技術原理的驗證以及復雜樣品檢測工作,武漢先進院則利用具備豐富經驗的工程師團隊和小試、中試結合的實驗平臺重點攻關技術等級3-6級,跨越科技成果轉化的死亡谷,興發集團則利用其生產經驗以及化工園區優勢重點負責中試工藝打通以后量產。明確合作意向與模式以后,項目推進速度大大加快,11月,武漢先進院就完成了氣凝膠技術研發核心團隊組建,團隊成員均具備豐富的相關領域工作經驗,在實驗室制備出性能達到國際領先水平的樣品,并且完成深圳先進院-興發集團氣凝膠聯合實驗室的簽約。
康翼鴻透露,2020年12月底,該項目已經打通中試工藝流程關鍵節點,完成中試設備線的設計工作,預計2021年上半年可完成小規模中試,下半年可實現大規模中試,2022年即可進入量產階段。
該項目的順利推進,也體現了武漢先進院作為一個研發平臺、成果轉化平臺的價值,基于深圳先進院深厚的科研體系積累,可以針對企業、地方、國家需求,快速組建團隊,進行技術攻關,短時間內實現技術突破,實現經濟效益與社會效益。?
人物簡介

康翼鴻,美國匹茲堡大學機械與材料科學博士畢業,2017年加盟深圳先進院,擔任深圳先進院材料界面中心副主任,2018年出任武漢先進院總經理。擁有扎實的物理功底,善于分析事物的機理和建立合適的模型。熟悉各種金屬材料和納米材料特性,精通實驗設計和各種微觀表征手段。

來源:中科院深圳先進院

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