6月24日，復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系教授武利民、周樹學(xué)與團(tuán)隊(duì)?wèi){借“硅氧烷雜化聚合物功能涂層設(shè)計(jì)制備新技術(shù)及其應(yīng)用”項(xiàng)目，榮獲2023年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。這也是武利民時(shí)隔14年，第二次摘得該獎(jiǎng)項(xiàng)。

武利民教授（左）和周樹學(xué)教授（右）

在人民大會(huì)堂外合影

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二度獲獎(jiǎng)，意味著二次突破。在2009年第一次獲獎(jiǎng)的基礎(chǔ)上，武利民敏銳意識(shí)到高端裝備的高性能、功能性聚合物涂層將是未來的“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)，于是將目光從民用轉(zhuǎn)向工業(yè)，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)躬耕十余載。

建筑、汽車、飛機(jī)、手機(jī)、機(jī)器人……聚合物涂層是許多行業(yè)和高新技術(shù)領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵材料，其性能直接關(guān)系到產(chǎn)品的安全性、使用效能和壽命，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防安全至關(guān)重要。

“服務(wù)國家，使命所在。”這簡單樸素的八個(gè)字，是支撐武利民創(chuàng)新突破、攻堅(jiān)克難的箴言。面向國家重大工程重大裝備需求，武利民團(tuán)隊(duì)避開國外的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和技術(shù)壁壘，從基礎(chǔ)研究做起，圍繞樹脂雜化、功能微球構(gòu)筑等研發(fā)一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的聚合物涂層，實(shí)現(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的跨越，為大國重器鑄就“涂層之盾”。 

我國2020年成功發(fā)射的首個(gè)火星探測(cè)器“天問一號(hào)”，在火星開展探測(cè)任務(wù)，其電源供應(yīng)全靠3000塊太陽能面板轉(zhuǎn)化太陽能。一旦面板表面積塵，就會(huì)影響太陽能轉(zhuǎn)化效率，導(dǎo)致電力供應(yīng)不足。

除塵涂層用于“天問一號(hào)”火星車太陽能電池表面

針對(duì)遙不可及、復(fù)雜多變的火星環(huán)境，武利民團(tuán)隊(duì)為“天宮一號(hào)”量身打造一款具有自清潔功能的聚合物除塵涂層，能夠長期保持太陽能面板清潔、不沾灰塵，確保太陽能高效轉(zhuǎn)化。

這個(gè)涂層不僅可以自我清潔，還能自我修復(fù)——通過涂層內(nèi)部結(jié)構(gòu)、微結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)“再生”至受損表面，使其恢復(fù)原始的表面特性和功能，就像人的皮膚受傷后可愈合——這便解決了探測(cè)器受火星巖石撞擊導(dǎo)致表面受損的問題。這也是國際上第一次在太空中使用除塵涂層。

最尖端的聚合物涂層技術(shù)，要經(jīng)得起各類極端考驗(yàn)。武利民的科研成果不僅“上天”，也能“入海”。

海洋涂層應(yīng)用于世界首艘10萬噸工船

軍艦和遠(yuǎn)洋貨輪在內(nèi)的各種艦船，作為維護(hù)國家海上貿(mào)易、海洋權(quán)益和國防安全的主要海洋裝備，常常由于海水侵蝕和海洋生物污損而造成船體腐蝕、增重和航行阻力增加，大型艦船每隔兩三年就需要返回維修廠進(jìn)行維護(hù)，費(fèi)用高達(dá)上億元，且維修時(shí)間通常需要半年到一年。

然而，長期以來，國內(nèi)聚合物涂層主要集中在中低端行業(yè)，高端領(lǐng)域都被歐美涂料企業(yè)所壟斷，涉及到大型水面艦涂層更是被國外禁運(yùn)。即使是國外海洋涂層也仍然存在樹脂分子鏈水解拋光速度不穩(wěn)定、涂層間作用力弱、無自修復(fù)自清潔功能，性能難以滿足要求等問題。

立足國家重大需求，武利民團(tuán)隊(duì)在上海市科委和經(jīng)信委，以及國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持下，獨(dú)辟蹊徑，提出了硅氧烷雜化樹脂成膜物分子設(shè)計(jì)和涂層表面微-納結(jié)構(gòu)創(chuàng)制的新思路，發(fā)明了一系列高性能海洋防污聚合物涂層、高性能防腐涂層，大大延長艦船維護(hù)周期和使用壽命，性能達(dá)到并部分領(lǐng)先國外同類產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)，提升了我國在聚合物功能涂層領(lǐng)域的國際地位和影響力。