他探索出纳米材料从实验室走向产业化创新路 |张治军
日期:2025-10-29 来源: 中国科学家博物馆 正文字号:

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从实验室走向产业化

走进位于河南济源的河南大学纳米材料工程研究中心中试基地的车间,人们经常能看到一位身穿工装、头戴安全帽的老者,跟大家一起调试设备、讨论实验,他就是河南大学教授张治军。

纳米材料,是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(1至100纳米)或以它们作为基本单元构成的材料。当材料尺寸小到纳米量级时,其物理化学性能会发生重大改变,从而具有广泛的用途。

推动纳米材料研究的“实验室技术工程化、工程化技术产业化”,正是张治军数十年如一日,坚定科技攻关的方向。

上世纪80年代初,国际上还没有纳米材料这一概念。1988年,张治军在参加全国光电化学会议时,听了一个关于纳米材料小尺寸效应的报告。“材料在纳米尺寸时会表现出许多奇异特性,一下子就激发了我的好奇心。”他说。

在中国科学院兰州化学物理研究所读博期间,张治军将纳米润滑材料作为自己的研究方向,并在此后的学术生涯中坚持下来。他尝试用化学方法合成纳米颗粒,在颗粒由小到大的生长过程中,用油溶性化合物包覆在纳米颗粒表面,从而让这些颗粒在润滑油中稳定分散。

从实验室验证到大规模生产,还有一道“坎”需要迈过,那就是生产装置的问题。此后的20多年,张治军和科研团队自主研发反应器,经过上万次现场实验,终于实现了纳米杂化材料生产过程的微梯度传质传热,纳米润滑材料得以稳定大规模生产。“高性能节能抗磨纳米润滑油脂关键技术与产业化”项目,最终斩获2019年度国家技术发明奖二等奖。

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2003年张治军(左二)与同事调试实验装置

来源丨中国科学家博物馆

从玉米田到先进中试基地

2002年3月,为了搭建桥梁,推动实验室里的纳米材料科研成果转化成可工业化生产的工程应用技术,张治军辞去河南大学化学化工学院院长一职,带领团队于次年开始在济源的一片玉米地里从零开始,一砖一瓦地建设纳米材料工程研究中心中试基地。

“一切从零开始,从自己动手搭建实验平台开始!”没有办公场所,张治军就带着团队在附近租用一个废弃的校园。“搭建初级放大实验平台时,我们自己搅拌水泥,打预制板,砌平台,在教室里搭建出一套虽简易但单元齐全的50升放大实验装置;一边做实验,一边监理基地厂房的建设。”

经过几年的不懈努力,中试基地逐步建成了占地50亩,国内先进的纳米材料小试实验、中试实验、工程验证集成创新实验平台,形成了完善的“基础研究—技术开发—产业化”的科技成果转化体系,打通了纳米材料从科学研究向工程技术转化的“最后一公里”。

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2008年张治军(左二)演示研发产品

来源丨中国科学家博物馆

高性能纳米二氧化硅、纳米减阻增注剂等十余个系列,百余种纳米材料……张治军和团队攻克了一个又一个科研难题,将20nm、50nm、100nm球形二氧化硅投入小批量生产,推动了我国芯片产业链国产化进程,为破解高端电子封装制造“卡脖子”难题发挥了重要作用。

如今,尽管早已在纳米材料研究领域取得了显著成果,但张治军依然工作在科研一线,几乎每天都会到实验室或中试基地车间。如果是出差回来,无论多晚,他也尽量到中试基地看一看。“我们干的不是一份职业,而是一份使命。”几十年了,这种使命感从未改变。

科学家说

张治军说:“希望投身纳米材料研究的年轻人能坐得住冷板凳,终身与科研事业为伴。”

张治军说:“科学研究跟种地一样,有时你一个人能种,一大片地你总种不了,必须有团队意识。”

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