遇見復材難題,苦于無人解惑?
【材訪錄】重磅上線!我們特邀學術界與產業界頂尖專家,直面工藝瓶頸、研發挑戰與行業趨勢,以精辟問答深度剖析。
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新材料創新的浪潮何處奔涌?產學研融合的真諦如何洞察?青年科研者的道路怎樣前行?
【材訪錄】第一期,我們非常榮幸地邀請到清華大學化學工程系教授、中國復合材料學會常務理事——謝續明先生。他將以其深耕高分子領域的豐厚積淀,以及與寶潔、陶氏等國際企業成功合作的寶貴經驗,為我們犀利剖析智能材料的產業化瓶頸,深情分享科研合作的“知音”之道,并前瞻復合材料在未來產業中的無限可能。
以下為訪談實錄,精彩不容錯過。

謝續明教授
1985年3月畢業于日本信州大學,1987和1990年3月先后在東京工業大學獲碩士和博士學位。現為清華大學長聘教授。美國明尼蘇達大學、日本東京工業大學、日本中央大學做訪問教授。最近主要從事高強自愈合快速響應水凝膠;柔性可穿戴器件、高分子共混及復合;納米材料改性與組裝;聚合物熔融接枝;塑料回收和高值再利用;高吸水性樹脂;聚合物受限結晶的研究。在國內外期刊上發表論文 250 余篇,其中被 SCI 收錄230余篇。獲國內外發明專利授權30余項、其中包括美日歐等的國際專利8項。
現任中國復合材料學會常務理事、微納米復合材料專業委員會委員;中國機械工程學會材料分會副理事長、高分子材料專業委員會主任;中國材料研究學會高分子材料科學與工程分會常務理事以及纖維材料改性與復合技術分會常務理事。
主持國家自然科學基金重點項目和面上項目12項。國家自然科學基金委員會第十四屆專家評審組專家;日本東京工業大學卓越研究生院國際顧問。《Journal of Renewable Materials》副主編、《Chinese Chemical Letters》、《Materials》、《Polymers》、《高分子學報》、《高分子材料科學與工程》、《功能高分子學報》和《中國塑料》雜志編委。

一、謝教授,您在高強自愈合水凝膠和柔性可穿戴器件領域取得了重要進展。在您看來,這類智能材料從實驗室走向實際臨床應用或商業化產品,目前面臨的最大技術瓶頸是什么?其突破的關鍵是否會依賴于新材料體系的開發?
首先我們需要區分一下“可穿”和“可戴”(盡管英文沒有區分),世界上目前使用的主要是可戴器件,可穿需要更好的柔性水凝膠、彈性體等功能材料。無論穿戴,目前柔性電子器件領域的研究都進展十分迅猛,許多應用正在不斷開發中。水凝膠、彈性體等柔性功能材料器件化的最大障礙,一是溶劑的揮發性如何控制?二是基本上柔性可穿戴聚合物材料都很難是本征導電材料,實現導電性、力學強度以及高回彈性的平衡和統一,還需進一步深入研究。所以材料體系的不斷創新和進展是確保所有前沿技術進步的基礎。
二、謝教授,您與寶潔、陶氏化學等眾多國際頂尖企業有著成功且長期的合作經驗,并成功推動了技術產品化。在您看來,與工業界開展有效研發合作的核心要素是什么?
是的,我們和國內外的一些著名企業都有各種合作。關鍵是要建立互信,在這基礎上的合作研究才可以做到互相啟發以及無保留的協作,最后共享成果。“交鑰匙工程”的研究我們一般不愿做。與工業界開展有效研發合作成功的關鍵是彼此能互補短長,能做到相互理解、尊重和欣賞對方的成果。技術上找不到知音,也缺乏適應市場的工藝調整,很難使合作研究成功和完美。
三、謝教授,您在高分子共混、復合與改性領域深耕數十年,發表了大量高影響力論文并形成了系統的研究方法。對于青年科研工作者而言,如何才能培養出這種“通過結構設計精準調控性能”的核心研究能力?您最希望他們繼承和發展您學術思想中的哪一個方面?
任何研究領域,只要愿意深耕十年,你一定是一個很好的專家;愿意深耕二十年,就應該是大專家了;能堅持三十年,自然會成為頂級專家。世界上聰明人很多,問題在于愿不愿意堅持!三十年前,為了避免采購高分子共混用的相容劑(當年國家還在復興初期,很缺研究費!),我們發展了多單體接枝制備多相相容劑的方法,并在二十年前首先將之用于多組分體系共混物的開發以及先驅性地應用于混合塑料的回收高值再利用,為廢塑料的物理回收開辟了一條新路。
四、謝教授,作為中國復合材料學會的榮譽常務理事,您如何看待高分子復合材料在未來智能制造、柔性電子等新興戰略產業中的角色?學會應如何引導跨學科合作,以抓住這些機遇并推動我國在高性能復合材料領域的自主創新能力?
高分子材料領域近50年來,已經沒有通過合成方法制備的稍大宗的新材料出現了。因此上世紀70年代后的30多年間,聚合物新材料主要就是通過聚合物復合和共混的方式,例如通過玻纖復合和碳纖復合以及二元高分子共混方法制備產生了大量的高性能高分子新材料。在今后可預期的很長時間內,復合、共混依然是創新制備高性能高分子材料的最有力手段,例如可以在化學方法上進行分子復合和原子復合;在既存高分子材料基礎上進行多元共混復合(也可類比于高熵合金的做法)來制備和發現更多新型高性能高功能高分子體系。然而,所面臨的表面改性以及多元多相相容劑的問題仍需繼續探索和解決,這樣才能做到多元多相體系相結構的精準設計和調控。通過精準復合的方法制備高性能inherent導電彈性體以及可控功能水凝膠的技術必將最終引領柔性電子和柔性可穿戴器件的廣泛應用。
本期訪談中,謝續明教授不僅為我們揭示了柔性電子材料邁向實用的關鍵挑戰,分享了產學研成功合作的“互信”基石,更以自身“三十年磨一劍”的科研經歷,詮釋了“堅持”二字在學術生涯中的千鈞之重。
他從為解決經費難題而開發的“多單體接枝”技術談起,到如今前瞻“精準復合”將引領未來,為我們勾勒出一條清晰而激動人心的創新鏈條。謝教授對青年學者的殷殷期盼,更是發自肺腑的珍貴箴言。