本刊記者 朱剛剛

走向材料科學(xué)的前沿
——記四川大學(xué)高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

本刊記者 朱剛剛

從促使人類進(jìn)入文明社會(huì)的銅、鐵等金屬材料，到更輕便實(shí)用的塑料、橡膠等高分子材料，猶如支撐萬丈高樓的基石，材料支撐著人類文明。如今，高分子材料與金屬材料、無機(jī)非金屬材料一起，成為科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要材料，并且是三大材料中發(fā)展最為迅速的一類，正深刻地影響著我們的日常生活和行為方式。

所謂高分子，是指通過共價(jià)鍵連接起來的，所含原子數(shù)目一般在幾萬以上的具有高強(qiáng)度、高韌性、高彈性的聚合物。而高分子材料指的就是由相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，比如我們平常接觸的天然橡膠、棉花、人體器官等天然材料，人工合成的化學(xué)纖維、塑料和橡膠等也是高分子材料。

高分子材料獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和易改性、易加工特點(diǎn)，使其具有其他材料不可比擬、不可取代的優(yōu)異性能，從而廣泛用于科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，并已成為現(xiàn)代社會(huì)生活中衣食住行用各個(gè)方面不可缺少的材料。

引領(lǐng)我國高分子材料科學(xué)研究和應(yīng)用潮流的，是由中國科學(xué)院院士徐僖教授創(chuàng)立的高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。現(xiàn)任實(shí)驗(yàn)室主任的王源升教授及其創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在科研上引導(dǎo)前沿，在產(chǎn)業(yè)化上立足國需，在高分子材料領(lǐng)域取得了一系列具有國際領(lǐng)先水平的重要成就；他們還重視交流合作與人才培養(yǎng)，努力打造材料科學(xué)的創(chuàng)新平臺，為我國科技創(chuàng)新體制建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)。

創(chuàng)新前沿，領(lǐng)航發(fā)展

高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托于四川大學(xué)，1991年建于四川大學(xué)（成都科技大學(xué)并入新四川大學(xué)），是世界銀行貸款“重點(diǎn)學(xué)科發(fā)展項(xiàng)目”建設(shè)的75個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之一，并被認(rèn)定為其中7個(gè)試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之一。1995年4月通過國家驗(yàn)收，1996年2月正式批準(zhǔn)向國內(nèi)外開放。1997、2003和2008年三次通過國家評估，取得良好成績。

作為高分子材料工程領(lǐng)域國家級研究單位，高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室面向國民經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)代化建設(shè)的重大需求，確立了實(shí)驗(yàn)室的主要任務(wù)：結(jié)合高級專門人才的培養(yǎng)、高分子材料學(xué)科和我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，研究高分子材料的結(jié)構(gòu)和性能、高分子材料的成型理論和技術(shù)、高分子材料生產(chǎn)與應(yīng)用中的工程技術(shù)問題，面向國內(nèi)、國際，應(yīng)用新技術(shù)，開發(fā)新的、高性能高分子材料。并由此確立了五大研究方向：

（1）通用高分子材料高性能化新技術(shù)和新原理的研究。研制高強(qiáng)、高韌高分子材料，實(shí)現(xiàn)通用高分子材料的高性能化；研究高分子微觀復(fù)合材料的設(shè)計(jì)和制備原理、加工過程中形態(tài)結(jié)構(gòu)的演變，為高分子復(fù)合材料的制備提供新方法。

（2）高性能和功能高分子材料的研究。研究高分子材料高性能化和功能化的科學(xué)原理、芳雜環(huán)聚合物及其復(fù)合體系的結(jié)構(gòu)性能和成型加工基礎(chǔ)理論、功能高分子及其復(fù)合材料和生物醫(yī)用高分子材料的制備和結(jié)構(gòu)性能。

（3）聚合物成型理論和技術(shù)研究。研究高分子材料在加工過程中的力化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)流變學(xué)，建立聚合物成型新技術(shù)，研制新型聚合物加工設(shè)備。

（4）油田開發(fā)用高分子材料。研究油田開發(fā)用高分子材料的組成、結(jié)構(gòu)、形態(tài)與性能的關(guān)系以及在應(yīng)用條件下的變化規(guī)律，為油田開發(fā)提供新材料、新技術(shù)。

（5）廢棄高分子材料再生利用與環(huán)境友好高分子材料。研究廢棄高分子材料回收加工中的物理、化學(xué)問題，發(fā)展回收利用廢棄高分子材料新技術(shù)；研究可生物降解的高分子材料。

緊緊圍繞這五個(gè)方向，實(shí)驗(yàn)室在力化學(xué)在高分子材料制備和加工中的應(yīng)用、聚合物多外場下的形態(tài)控制與加工新技術(shù)、高分子材料的環(huán)境友好化技術(shù)等方面取得了出色的研究成果，并于2006、2009、2010年先后獲得三次國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

作為世界知名的高分子力化學(xué)研究中心之一，實(shí)驗(yàn)室采用物理方法解決常規(guī)技術(shù)難以解決的問題，在固相力化學(xué)、溶液力化學(xué)和熔體力化學(xué)方面取得了重要成果。在2006年獲得國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)的“磨盤形力化學(xué)反應(yīng)器及其在高分子材料制備中的應(yīng)用”項(xiàng)目中，實(shí)驗(yàn)室研制了具有中國特色、結(jié)構(gòu)獨(dú)特、能有效粉碎脆性和韌性高分子材料的磨盤形力化學(xué)反應(yīng)器，制備了多種聚合物納米復(fù)合材料，為廢舊橡膠的回收利用提供了新技術(shù)新工藝。

之后，實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了“無機(jī)剛性粒子增強(qiáng)的高分子材料脆韌轉(zhuǎn)變規(guī)律及高性能復(fù)合材料研究”課題的科研任務(wù)，提出了填充體系界面屈服概念和剛性粒子增韌的芯殼模型，進(jìn)一步豐富了無機(jī)剛性粒子增強(qiáng)增韌高分子材料的理論基礎(chǔ)，由此研制出了多種高性能低成本聚合物——超細(xì)無機(jī)粉體復(fù)合材料。這一成果獲得2009年國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

隨著科學(xué)發(fā)展觀的推進(jìn)，實(shí)驗(yàn)室高度關(guān)注高分子材料的環(huán)境友好化技術(shù)?！案叻肿硬牧系母咝o鹵阻燃技術(shù)”項(xiàng)目的任務(wù)就是開發(fā)高性能、低成本、易加工的可生物降解高分子材料及無鹵阻燃聚合物，深入研究材料多層次結(jié)構(gòu)與目標(biāo)性能的關(guān)系，建立了環(huán)境友好化高分子材料的新理論和新技術(shù)。2010年，這項(xiàng)成果以其創(chuàng)新性第三次拿下國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

創(chuàng)新技術(shù)前沿，領(lǐng)航行業(yè)發(fā)展，高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過多年的探索，最終成為了高分子材料科學(xué)領(lǐng)域的帶頭人。

立足國需，服務(wù)產(chǎn)業(yè)

2006年，《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，新材料技術(shù)被列為未來15年內(nèi)科技發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域、優(yōu)先主題和前沿技術(shù)，是提高我國產(chǎn)業(yè)競爭力的突破口。高分子材料作為應(yīng)用廣泛、發(fā)展迅速的材料，正是新材料的代表。

高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室從建立開始，就從基礎(chǔ)研究服務(wù)于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的總體定位出發(fā)，立足國家需要，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)。

上世紀(jì)90年代開始，針對國防需求，實(shí)驗(yàn)室從分子設(shè)計(jì)出發(fā)，開展耐熱高分子合成與結(jié)構(gòu)控制的基礎(chǔ)性研究，在聚酰亞胺、聚苯硫醚、苯并噁嗪樹脂等耐熱高分子材料及高性能聚合物纖維方面取得一系列重要成果。2003年金秋十月，“神舟五號”直沖云霄，中華兒女為之沸騰。高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室里每一個(gè)人心里都充滿了自豪，因?yàn)樗麄冄兄频母咝阅芫埘ダw維用在了“神舟”五號的發(fā)射裝置上，“神舟”飛天有他們的辛勤與汗水。不久，他們接到了使用單位贈(zèng)送的錦旗，上書：“中國航天人上九天攬?jiān)?，川大高?qiáng)絲為神舟助飛”。這是為助飛“神舟”做出貢獻(xiàn)的科學(xué)家所獨(dú)享的殊榮，是實(shí)驗(yàn)室所有科研人員的光榮與夢想。

承載著這樣的光榮，實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)前行。緊密結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的需要，實(shí)驗(yàn)室十分重視與國內(nèi)大型企業(yè)密切合作，先后與高分子工業(yè)的龍頭企業(yè)聯(lián)辦研究室，共同承擔(dān)國家項(xiàng)目，通過應(yīng)用基礎(chǔ)研究，為解決企業(yè)關(guān)鍵技術(shù)問題提供成套技術(shù)支持。通過一系列努力，實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造了與國內(nèi)特大型企業(yè)合辦研究室的成功經(jīng)驗(yàn)，為企業(yè)提供科技服務(wù)，解決企業(yè)重要的關(guān)鍵技術(shù)問題。

多年來，他們解決的問題涉及多家企業(yè)和多方面技術(shù)：

解決了云天化(云南云天化股份有限公司)20000噸聚甲醛聚合不穩(wěn)定的技術(shù)難題，形成了一系列控制聚甲醛聚合過程、提高產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)措施。

實(shí)現(xiàn)了中石化四川維尼綸廠改性P V A的熔融紡絲開發(fā)，研制了高強(qiáng)高模P V A纖維、P V A基阻燃纖維和PVA20℃-90℃水溶纖維。

完成了中石化巴陵石化熱塑性彈性體的應(yīng)用研究與開發(fā)，中試產(chǎn)品達(dá)到國外產(chǎn)品性能，成功替代進(jìn)口產(chǎn)品，打破國外技術(shù)壟斷。該項(xiàng)目已列入中石化公司“十條龍”項(xiàng)目，獲得1.8億元投資進(jìn)行生產(chǎn)線擴(kuò)建。

開展了與蘭州石化、吉林石化、大慶煉化、撫順石化獨(dú)山子石化等的合作，進(jìn)行聚烯烴專用樹脂的結(jié)構(gòu)調(diào)控及聚合關(guān)鍵技術(shù)研究，設(shè)計(jì)開發(fā)新的聚合工藝和技術(shù)，開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成套生產(chǎn)技術(shù)。

在科技化引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)化的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢下，高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室始終把實(shí)驗(yàn)室自身的發(fā)展與國家重大發(fā)展方向緊密聯(lián)系在一起，體現(xiàn)的是科研工作者高度的社會(huì)責(zé)任感和歷史使命感。

走出去，引進(jìn)來

《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》指出：“增強(qiáng)國家自主創(chuàng)新能力，必須充分利用對外開放的有利條件，擴(kuò)大多種形式的國際和地區(qū)科技合作與交流?！薄肮膭?lì)科研院所、高等院校與海外研究開發(fā)機(jī)構(gòu)建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室或研究開發(fā)中心。支持在雙邊、多邊科技合作協(xié)議框架下，實(shí)施國際合作項(xiàng)目?！?/p>

高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在發(fā)展過程中，一直都非常重視國際合作與交流，堅(jiān)持走出去、引進(jìn)來的國際化戰(zhàn)略。“走出去”，就是從政策、措施等方面鼓勵(lì)科研人員積極參與國際合作和交流，鼓勵(lì)部分教授主動(dòng)走出去，尋求合作者，開展科學(xué)研究，努力造就了一批國際對話能力強(qiáng)、熟悉國際慣例并能融入國際社會(huì)的科研人才；“引進(jìn)來”，就是搭建國際科技創(chuàng)新平臺和國際技術(shù)轉(zhuǎn)移平臺，引進(jìn)國際科研力量，有效地引進(jìn)、消化、吸收、拓展中國所需要的國際先進(jìn)技術(shù)，并使之在中國的產(chǎn)業(yè)界生根、開花、結(jié)果。

十幾年來，實(shí)驗(yàn)室已和加拿大、美國、英國、法國、德國、荷蘭、瑞典、俄羅斯、澳大利亞、日本、韓國等12個(gè)國家的29個(gè)高校、科研機(jī)構(gòu)和公司簽訂了合作協(xié)議，在高分子材料科學(xué)的前沿領(lǐng)域進(jìn)行合作研究和人才培養(yǎng)；承擔(dān)和執(zhí)行了中捷政府間科技合作項(xiàng)目、中法先進(jìn)研究計(jì)劃項(xiàng)目和荷蘭DSM公司、美國Dow化學(xué)公司、美國Rohm & Haas公司等國際合作項(xiàng)目40余項(xiàng)；每年接受了數(shù)十名國內(nèi)外知名專家學(xué)者來實(shí)驗(yàn)室開展科學(xué)研究和學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，并承辦了多項(xiàng)大型國際學(xué)術(shù)會(huì)議，在國際高分子材料工程研究領(lǐng)域形成了重要影響。

實(shí)驗(yàn)室的科研成績引起了國際學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注，高分子材料工程領(lǐng)域權(quán)威國際學(xué)術(shù)期刊Plastics, Rubber and Composites: Macromolecular Engineering于2007年專門為實(shí)驗(yàn)室出版了加長專輯，在這本總計(jì)95頁的專輯中，重點(diǎn)介紹了實(shí)驗(yàn)室的研究方向和成果。這是國際學(xué)術(shù)界對實(shí)驗(yàn)室所取得成績的高度肯定，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室在國際學(xué)術(shù)界的影響和地位。

2010年10月，實(shí)驗(yàn)室又迎來了一個(gè)新的發(fā)展階段。實(shí)驗(yàn)室與在微型注塑和擠出理論、在線檢測及微型功能器件方面居國際領(lǐng)先水平的英國Bradford大學(xué)聚合物微型加工中心建立合作關(guān)系，成立了“四川大學(xué)—英國Bradford大學(xué)國際聚合物微型加工中心”，共同開展聚合物微納復(fù)合材料微成型加工的研究工作。

實(shí)驗(yàn)室主任王源升教授介紹說，成立這個(gè)加工中心是因?yàn)楝F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展迫切需要微型、輕量、精密、高性能、多功能的微器件，而高分子材料微成型加工可高效、經(jīng)濟(jì)地制備微型功能器件，是小器件，高產(chǎn)值，大產(chǎn)業(yè)，關(guān)系國家的核心競爭力。

以此為宗旨，中心制定了建立高分子材料微型加工新模型和新理論、開發(fā)高附加值生物醫(yī)用和微電子應(yīng)用的微型功能器件、建立先進(jìn)的聚合物微型加工平臺等目標(biāo)，并集中核心科研力量，利用中外雙方科研資源，迅速而有序地把研究開展起來了。

目前，中心承擔(dān)了多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金重大國際合作項(xiàng)目、科技部國際科技合作項(xiàng)目以及省部級課題。成立至今還不到一年的時(shí)間，已經(jīng)取得了很多實(shí)質(zhì)性的研究進(jìn)展：制備了數(shù)種可用于微加工的具有特定功能的聚合物微納復(fù)合材料；研究了聚合物碳納米管復(fù)合材料的微型混合和微型注塑，實(shí)現(xiàn)了微型加工塑料制件的高電導(dǎo)率化；研究了等規(guī)聚丙烯iPP的微型注塑；設(shè)計(jì)加工了數(shù)種微型注塑模具，開發(fā)了系列微注塑制件開發(fā)如經(jīng)鼻吸入器等?？上驳某煽兪谷w科研人員深受鼓舞，他們相信憑著勇于創(chuàng)新、不斷進(jìn)取的精神，定能取得更輝煌的成就。

通過多年的努力，高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大大地促進(jìn)了科研人員參與國際項(xiàng)目的能力。將來，實(shí)驗(yàn)室還將進(jìn)一步推動(dòng)國際化的科研合作進(jìn)程，使實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)保持國際先進(jìn)的研究水平。

科技創(chuàng)新，人才為本

當(dāng)今時(shí)代，人才資源已成為最重要的戰(zhàn)略資源，“十一五”期間，我國基礎(chǔ)研究發(fā)展的總體目標(biāo)中就包含了建設(shè)一支高水平的基礎(chǔ)研究隊(duì)伍，造就一批具有世界影響力的科學(xué)家和研究團(tuán)隊(duì)。高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在建設(shè)過程中，努力構(gòu)建有利于創(chuàng)新人才成長的文化環(huán)境，建立了一支高素質(zhì)的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有固定人員51人，其中中國科學(xué)院院士1名，教授36名（博士生導(dǎo)師30名），具有博士學(xué)位的45人，45歲以下的中青年人約占70%。學(xué)術(shù)帶頭人是徐僖院士，徐院士長期從事高分子材料成型基礎(chǔ)理論、高分子力化學(xué)、輻射化學(xué)等領(lǐng)域的研究，是我國高分子材料科學(xué)與工程學(xué)科的開拓者和奠基人之一。現(xiàn)任實(shí)驗(yàn)室主任的是在我國高分子材料科學(xué)領(lǐng)域作出突出貢獻(xiàn)的王源升教授。在徐僖院士和王源升教授的帶領(lǐng)下，實(shí)驗(yàn)室開辟了高分子材料學(xué)科的多個(gè)領(lǐng)域，已形成一支學(xué)術(shù)水平高、學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)、結(jié)構(gòu)合理的學(xué)術(shù)梯隊(duì)。年輕的學(xué)術(shù)骨干迅速成長，他們中有教育部“長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授、國家杰出青年基金獲得者、教育部“跨世紀(jì)優(yōu)秀人才基金”和“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”獲得者、百千萬人才計(jì)劃入選者、中國化學(xué)會(huì)青年化學(xué)獎(jiǎng)獲得者等。

同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室充分發(fā)揮教育在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的重要作用，加強(qiáng)科技創(chuàng)新與人才培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合。實(shí)驗(yàn)室在博士、碩士研究生培養(yǎng)，接受博士后研究人員和工程技術(shù)人員進(jìn)修和培訓(xùn)方面有雄厚的基礎(chǔ)，已培養(yǎng)了大批碩士、博士和博士后等高層次人才，為高分子材料科學(xué)領(lǐng)域儲(chǔ)備了大批新生力量。事實(shí)上，他們中的許多人已經(jīng)成為實(shí)驗(yàn)室和行業(yè)內(nèi)的中堅(jiān)力量。

在倡導(dǎo)求真務(wù)實(shí)、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神和團(tuán)結(jié)協(xié)作、淡泊名利的團(tuán)隊(duì)精神帶動(dòng)下，實(shí)驗(yàn)室交了一份令大家滿意的答卷。2000年以來實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)、完成了多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、杰出青年基金及面上項(xiàng)目、973國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目、國家科技攻關(guān)項(xiàng)目、863高新技術(shù)研究項(xiàng)目等國家和省部委項(xiàng)目及產(chǎn)業(yè)部門項(xiàng)目，在高分子材料共混復(fù)合新技術(shù)新原理、高分子材料加工成型新方法、聚合物納米材料制備新技術(shù)、油氣田開發(fā)用新型高效高分子材料研發(fā)等方面取得了出色的研究成果，獲得省部級科技進(jìn)步獎(jiǎng)等近20項(xiàng)，獲準(zhǔn)國家發(fā)明專利60余項(xiàng)，發(fā)表論著700余篇。

后記

自主創(chuàng)新，重點(diǎn)跨越，支撐發(fā)展，引領(lǐng)未來——這是我國科技工作的指導(dǎo)方針。在這一方針的指導(dǎo)下，高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室集中力量、重點(diǎn)突破，成功實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。

開放、流動(dòng)、聯(lián)合、競爭——這是國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行機(jī)制。在這一機(jī)制下運(yùn)行的高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，建設(shè)成了開放交流、富有活力的創(chuàng)新平臺。

風(fēng)雨兼程，勵(lì)精圖治，厚積薄發(fā)，生生不息——這是高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室走向材料科學(xué)前沿的利劍。在這一利劍披荊斬棘的開拓下，實(shí)驗(yàn)室走過了榮耀的二十年。讓我們期待這個(gè)優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)下一個(gè)二十年的輝煌。