中科院寧波所側重民用新材料

　　中科院位于華東地區的兩大材料科學研究基地。分別是坐落在上海市長寧區定西路1295號的中科院上海硅酸鹽研究所以及坐落在浙江省寧波市鎮海區莊市大道519號的中科院寧波材料技術與工程研究所。

　　中國科學院在材料科學領域的研究能力是毋庸置疑的。根據中國科學研究評價中心的研究結果，中科院在材料科學領域已屬世界一流水平。

　　早在2009年，中科院的材料科學學科競爭力就已經位列全球所有大學和研究機構首位。這也是理財周報材料科學本期重點關注中科院旗下材料科學相關研究所的原因。

　　本文重點探索的，是中科院位于華東地區的兩大材料科學研究基地。分別是坐落在上海市長寧區定西路1295號的中科院上海硅酸鹽研究所以及坐落在浙江省寧波市鎮海區莊市大道519號的中科院寧波材料技術與工程研究所。

　　根據多名業內人士介紹，這兩大所都有一個共同的特點：新材料的研發做得出色，同時特別注重新材料的產業化。不過，相對而言，前者更注重航天軍工方面的材料，后者則注重汽車等民用輕量化新材料。

　　中科院上海硅酸鹽研究所

　　東經121°25′20″，北緯31°12′59″。

　　這里便是中科院上海硅酸鹽研究所的所在地——上海市長寧區定西路1295號。在業內，這里是最知名的材料科學研究基地之一，尤其是在無機非金屬材料的研究領域。

　　中國科學院上海硅酸鹽研究所淵源于1928年成立的國立中央研究院工程研究所，經五十多年的發展，上海硅酸鹽研究所已成為一個以基礎性研究為先導，以高技術創新和應用發展研究為主體的無機非金屬材料綜合性研究機構。

　　研究人員方面，該所目前擁有職工691人，科研技術人員493人，中國科學院院士2名：嚴東生和郭景坤；中國工程院院士3名：嚴東生、丁傳賢和江東亮，其中嚴東生為兩院院士。

　　實驗室方面，該所擁有高性能陶瓷和超微結構國家重點實驗室、中國科學院特種無機涂層重點實驗室、中國科學院能量轉換材料重點實驗室(上海無機能源材料與電源工程技術研究中心)、結構陶瓷工程研究中心(復合材料研究中心)、中國科學院透明光功能無機材料重點實驗室(人工晶體研究中心)、中國科學院無機功能材料與器件重點實驗室、古陶瓷與工業陶瓷工程研究中心(古陶瓷科學研究國家文物局重點科研基地)、生物材料與組織工程研究中心、無機材料分析測試中心和信息情報中心等9個重點實驗室和研發中心。

　　上海硅酸鹽研究所學科方向是先進無機材料科學與工程，主要研究領域涵蓋了人工晶體、高性能結構與功能陶瓷、特種玻璃、無機涂層、生物環境材料、能源材料、復合材料及先進無機材料性能檢測與表征等，是該領域科學研究單位中門類最為齊全的研究所。

　　其中，陶瓷和晶體是該所無機非金屬材料兩大重要領域。“結構/功能一體化材料、能源與環境材料、生物醫用材料以及超微結構與計算科學是我們實驗室的幾個主要研究方向。”該所高性能陶瓷和超微結構國家重點實驗室一位副主任表示。

　　研究成果方面，該所可謂碩果累累：歷年來，累計取得科技成果937項，獲得國家、中國科學院、上海市等省部級以上各類科技獎項387項，其中國家發明獎26項，國家自然科學獎7項，國家科技進步獎13項。歷年來申報ZL1451項，批準ZL625項。

　　“中國科學院上海硅酸鹽研究所在無機非金屬方面不但研發能力出色，更為重要的是該所在把技術轉化為產品并進行產業化方面結合得非常好。”清華大學材料科學與工程學院一位老師對記者表示。

　　這并非一家之言。記者與多名材料科學領域專家交流得知，中科院上海硅酸鹽研究所不但研發能力首屈一指，而且在產業化方面做得也是非常出色。

　　“我們所最出名的可能就是BGO晶體，這個在嘉定園區有產業化，前幾年銷量蠻好。”該所一位研究員表示。

　　不久前，上海硅酸鹽研究所中試生產一線科技人員在成功制備出第一根650mm長BGO毛坯晶體的基礎上，通過對晶體生長設備的創新設計和工藝的持續優化，實現了超長BGO晶體產業化制備技術的重大突破，單爐次產能提升10余倍(達22根/爐)，平均生長成品率超過80%，在極短的周期內為中國空間暗物質探測衛星(DAMPE)項目提供了320根25×25×600mm3的成品晶體，同時申請了生長設備和方法的發明ZL，實現了真正意義上研究與開發項目的成功和技術上的突破。

　　根據上述研究員介紹，上海硅酸鹽研究所與國內大企業共建6個聯合研發中心，與地方政府新建7個創新平臺;實現16項技術轉移；正在進行54個聯合研發項目;向地方政府派出科技副職2名，科技特派員10名。2010年總計實現社會經濟效益28.4億元人民幣，實現利稅5億元人民幣，累計出口創匯9376萬美元。

　　“無機非金屬材料從研發到實現產業化是一個非常漫長和艱辛的過程，可能并不像外界看起來的那樣輕松。”上海硅酸鹽研究所項目主管李懋峰表示，“目前我們在產業化方面做得最好的是航空航天和軍工方面的無機非金屬材料，此外是新能源、環境治理、與人類健康等相關的材料。”

　　“如新能源方面的中溫平板型固體氧化物燃料電池、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽電池、碲化鎘薄膜太陽能電池;環境治理方面的汽車尾氣與工業廢熱用熱電轉換材料與器件、高性能環保自清潔涂料、人類健康方面的人工關節生物涂層等都是我們目前在重點研發的材料和項目。”李懋峰主管向記者介紹，“以汽車尾氣與工業廢熱用熱電轉換材料與器件為例，近年來，中科院上海硅酸鹽研究所在中高溫和中低溫熱電發電和制冷材料研究方面取得了許多國際領先水平的成果，研發出一系列面向工業化應用的新型高性能熱電轉換材料，產品性能居于世界先進水平，目前正與上海汽車集團、美國CORNING公司等知名公司開展合作研究。”

　　與此同時，上海硅酸研究所積極開展國際領域方面的合作與交流，與美國、德國、英國、法國、日本、韓國等國的研究機構簽署各類合作協議和備忘錄達90項;與德國馬普建立2個青年合作伙伴小組，與日本索尼公司和美國康寧公司建立聯合實驗室；2010年應美國能源部邀請成功加入國際能源署“針對交通運輸應用的先進材料研發實施協議”(AMT-IA)；丁肇中、李政道和根安英——等3位諾貝爾獎獲得者先后來所講學和訪問；與歐洲核子中心、美國加州理工大學、美國 GE公司、日本KEK高能所等就高技術閃爍晶體在高能物理與核醫療設備應用等項目開展合作與交流等等。

　　中科院寧波材料技術與工程研究所

　　東經121°38′10″，北緯29°55′35″。

　　這是另外一個材料科學一流研究基地——中科院寧波材料技術與工程研究所的所在地：浙江省寧波市鎮海區莊市大道519號。

　　中科院寧波材料技術與工程研究所位于寧波市高教園區北區，是中科院在浙江省建立的首家國立研究機構。在中科院100多家直屬單位中，寧波材料所歷史并不算特別悠久，但建所后發展迅速。

　　該所先后組建了磁性材料與先進機電裝備、高分子復合材料、功能材料與納米器件、表面工程與再制造、燃料電池與能源技術、特種纖維6個事業部，注重基礎研究推動技術開發、促進產業化。

　　“材料科學的范疇非常大，在中科院的100多家下屬機構中，只要是與物理、化學研究相關的機構幾乎都有涉及新材料的研究。”中科院寧波材料技術與工程研究所韋瑋主任對記者表示，“具體到高分子材料這一塊，除了我們所，上海硅酸鹽研究所、長春應用化學研究所等好幾個所的高分子材料研究都做得非常好。”

　　科研成果方面，寧波材料所目前在PNAS、Advanced、Materials、JACS、Macromolecules等刊物中共發表論文535篇，其中SCI和EI收錄論文315篇;獲授權發明ZL27項，申請發明ZL319項。

　　同時，寧波材料所非常注重研究成果的產業化。目前，該所已經與寧波鎮海國創公司、寧波金雞公司、寧波歐琳集團、德州精密電子有限公司等28個企業聯合建立了工程技術中心。目前，通過幾年的努力，已在固體氧化物燃料電池、稀土永磁材料、超臨界綠色發泡聚丙烯、低成本熱塑性聚酰亞胺、高性能潤滑DLC薄膜材料、新型電流變液材料、碲化鉍基熱電致冷材料、磷酸鐵鋰電池材料等一系列研究已經逐步完成從實驗室小試向中試、產業化階段的轉化，正在積極進行市場推廣。

　　2009年，中科院、浙江省、寧波市啟動該所二期建設，共建中國科學院寧波工業技術研究院，該院下設技術與工程研究所、新能源技術研究所、先進制造技術研究所等3個研究所。二期建設總投資規模約7.6億元，將建成包括55000m2的科研及輔助用房、5000m2的育成中心用房、20000m2的研究生、博士后與流動公寓及教育培訓用房基地用房共計80000m2的總建筑。

　　據悉，高分子復合材料是中科院寧波材料技術與工程研究所研究的重中之重，也是該所未來五年中科研工作的首要研究領域。

　　“寧波所對復合材料方面的研究，主要是在下設的先進制造技術研究所。”中科院寧波材料技術與工程研究所復合材料制造與裝備團隊負責人范欣愉對本報記者表示，“先進制造技術研究所原來依附于高分子與復合材料事業部，2009年獨立建所，重點研究方向是汽車等民用工業中使用的輕量化復合材料。”

　　在研究團隊方面，先進制造技術研究所目前共有科研隊伍120余人，其中旗艦研究員3人，研究員9人，副研究員5人，高級工程師3人，博士或工程師等碩士以上科研人員55人，研究生30人，重點開展的研究方向是復合材料制造工藝及裝備、精密運動與先進機器人和光電陶瓷材料及器件等。

　　僅在2012年，先進制造技術研究所便申請了“纖維復合材料開孔制件的補強片、連續纖維增強PBT復合材料用樹脂傳遞模塑成型注膠機、減少纖維增強熱塑性復合材料表面缺陷的方法”等51項ZL。

　　范欣愉博士進一步介紹，“復合材料制造工藝及裝備團隊目前主要從事車用碳纖維復合材料RTM制造技術研發、工業機械手及機器人技術、裝備智能化升級、可重構制造裝備技術、自動化生產線等民用輕量化復合材料的研究。目前復合材料方向承擔的重點項目包括中科院電動車復合材料行動計劃，制造裝備走向智能化、數字化和網絡化，寧波市自然科學基金，與企業共建的華緣復合材料工程中心等。”