廣東為海洋大省,海岸線長,擁有不少深水岸線,船舶工業是廣東省的支柱產業及特色產業。廣東“十二五”規劃中指出,廣東省將大力推進船舶產業尖端化,大力發展高附加值、高技術的(超)大型特種船舶、港口工程機械、海上鉆井平臺、海上風電、海水淡化工程及配套產業等,重點建設廣州、中山、珠海三大船舶和海洋工程裝備制造基地。廣東海工裝備產業正面臨跨越式發展機遇。
中山大學立足于南海“海洋縱深開發”及“一帶一路”等國家戰略,結合廣東省支柱產業背景及海洋動態防腐技術的省內空白現狀,重點發展海洋工科學科群,新建化學工程與技術學院(從原化學與化工學院獨立出來),并獲批成立了珠三角及南海海域目前唯一的“廣東省熱帶海洋動態防腐材料工程技術研究中心”。作為防腐領域一顆正在升起新星,該研究中心主要針對熱帶海洋裝備制造業中摩擦部件及海洋特殊使用工況部件的技術難題,創新性發展具有實際工程應用價值的“動態耐磨防腐防護功能一體化涂層技術”,開展海洋裝備自潤滑、耐磨、防腐、防垢、防污及減阻降噪等表面防護材料應用基礎研究及工程應用示范推廣,為廣東乃至南海地區船舶、重大海工裝備、沿海鐵路、海上風電、海水淡化及海洋石油鉆采等海洋產業提供表面功能再制造技術服務、人才引進培養、工藝 / 行業標準制定等方面的服務。
下面請隨廣東省熱帶海洋動態防腐材料工程技術研究中心主任羅荘竹教授一睹該中心之風采。
記者:請給我們簡要地介紹一下中山大學,并大致介紹一下中山大學化學工程與技術學院?
羅教授:中山大學有著一百多年辦學傳統,是一所包括人文科學、社會科學、自然科學、技術科學、工學、醫學、藥學、經濟學和管理學等在內的綜合性重點大學。學校名家大師薈萃,他們優秀的品格和精湛的學術造詣熏陶著一代代莘莘學子,形成了良好的學術風氣,許多才華橫溢的畢業生已成為了社會各界的杰出人才。申報單位為教育部直屬,是國家 211 工程、985 工程、111 計劃、卓越人才教育培養計劃、千人計劃重點建設大學。
學科優勢:學科門類覆蓋面廣,研究生教育已涵蓋了除軍事學外的所有學科門類,是教育部直屬高校中學科門類最齊全的學校之一。現有 42 個博士學位授權一級學科點、52 個碩士學位授權一級學科點,2 種博士專業學位類別,26 種碩士專業學位類別(其中工程碩士共19種領域),博士后科研流動站41個,一級學科國家重點學科 2 個、二級學科國家重點學科 23 個,國家重點培育學科 6 個。在教育部學位與研究生教育發展中心于 2012 年組織開展的第三輪全國學科水平評估中,學校有 16 個學科進入前 5,32 個學科進入前 10,表明學校學科總體實力居于國內高校前列。申報單位學科國際學術影響力突出,根據國際機構排名,按 ESI(基本科學指標)統計,學校有 17 個學科領域的學術論文綜合指標進入世界前 1%,居全國高校第 2 名。
師資力量:全校有專任教師3463人,其中正高級職稱 1220 人,副高級職稱1117 人,博士生導師 1170 人。有一批著名學者和學科、學術帶頭人,其中有中國科學院院士 13 人(含雙聘 8 人)、中國工程院院士 4 人(含雙聘 2 人),到崗國家“千人計劃”專家 65 人(含青千),國家“萬人計劃”青年拔尖人才 6 人,國家有突出貢獻的中青年專家9 人,享受政府特殊津貼專家 138 人,教育部“長江學者”55 人,“973”首席科學家(含重大科學研究計劃首席科學家)20 人次,國家杰出青年科學基金獲得者74人,人社部“百千萬人才工程”
國家級人選 27 人,教育部“跨世紀優秀人才培養”計劃 16 人,新世紀優秀人才支持計劃 179 人,全國高校教學名師獲得者 9 名,衛生部突出貢獻專家 10 人。
科研實力:學校有一批高水平的科研工作者,并擁有設施完善的實驗室和科研基地。目前,學校擁有 4 個國家重點實驗室,2 個國家重點學科專業實驗室,1 個國家工程研究中心,多個國家工程技術研究中心等國家級科研機構,6 個國家地方聯合工程實驗室;學校還擁有“聚合物復合材料及功能材料”、“生物無機與合成化學”、“信息技術”等 10 個教育部重點實驗室;29 個廣東省重點實驗室,13 個廣東省工程技術研究開發中心,8 個廣東省工程實驗室。
2001 年 -2015 年,申報單位作為首席科學家單位承擔國家 973 計劃(包括國際重大科學計劃)15 項,主持國家 863計劃資助項目共 18 項,承擔國家自然科學基金重點重大類項目 162 項,理工醫科領域獲省部級以上科技獎勵347項,其中,7 項國家自然科學二等獎、10 項國家科技進步二等獎,17 項研究獲中華醫學科學一、二、三等獎。
服務社會:“十五”以來先后與佛山、揭陽、中山、潮州、湛江、廣州、惠州、深圳、東莞、肇慶、清遠、陽江、梅州等 13 個地市建立了校市戰略合作伙伴關系,與地方政府共建研究院11個,與 1000 多家企業展開技術研發合作,與 40 多家企業合作建立了研發機構;主持或參與廣東省教育部產學研戰略聯盟 15 個,參與了 5 個產學研結合示范市(區)、13 個產學研結合研發基地和6 個產學研結合產業化基地的建設,承擔省部產學研結合項目 312 項,為社會經濟發展做出了巨大的貢獻。
中山大學化學工程與技術學院成立于 2015 年,其前身為創辦于 1924 年的中山大學化學系。
1924 年,中山先生創辦國立廣東大學,理科設立數學、物理、化學、生物、地質五個系。1931 年,學校以工科人才極為重要,增設工科,成立土木工程系、化學工程系。1952 年,中山大學工學院參與組建華南工學院,化學系與嶺南大學化學系合并。1994 年,學校在化學系基礎上,成立化學與化學工程學院。2000 年,為適應國家人才需求,學校設立“化學工程與工藝”本科專業。2005年,教育部批準“化學工藝”二級碩士點。2010 年,中山大學成立“化學工程系”,同年獲得教育部工程碩士(化學工程領域)專業學位授予權。2011 年,化學工程與技術獲批成為碩士學位授權一級學科點。2015 年,為加強中山大學工科建設,學校在化學與化學工程學院化工系基礎上,成立“化學工程與技術學院”,在充分利用學校相關優秀師資和經驗成果的基礎上,積極引進國內外學科帶頭人和領軍人才,積極打造世界一流的化工學院。
目前學院化學工程與技術學科的體系已初步形成,根據全球著名教育機 構 QS(Quacquarelli Symonds) 發 布的 2017 世界大學學科排名(QS WorldUniversity Rankings)顯示,我校化工專業排名位列全國前十。本學科近年來承擔了國家自然科學基金重點項目、國家科技計劃項目科技基礎性工作專項、廣東省科技計劃項目重大科技專項等一系列重大科研項目,獲得國家科學技術進步獎二等獎 1 項、中國產學研合作創新成果優秀獎 1 項、中國產學研合作創新獎 1 項、廣東省科學技術獎二等獎 2 項等多項國家和省部級獎勵,已建立廣東省石化過程節能工程技術研究中心、廣東省先進熱控材料與系統集成工程技術研究中心、廣東省海洋生物質化工原料及其功能化轉化工程技術研究中心、廣東省熱帶海洋動態防腐材料工程技術研究中心、廣東省低碳化學與過程節能重點實驗室(共建)、廣東高校精細石油化工技術工程中心(共建)、廣東省熱敏性精細化學品合成與分離技術研究中心(共建)等一批省部級研究平臺,與國內其他大學相比,具有明顯的研發特色和優良的發展態勢,特別是具有明顯的服務于珠三角和中國南海的區位優勢。
中山大學化學工程與技術學院未來規劃將主要針對國家實施南海戰略和一帶一路合作倡議、重點領域的國家(節能)和廣東省(化工)重大需求,以海洋能源化工、海洋材料化工、海洋環境化工為研究靶標和研發方向,加快培養和引進一批活躍在國際學術前沿、滿足國家重大戰略需求的一流科學家、學科領軍人物和創新團隊,并培養一批具備材料、能源、環境、分析與安全等交叉學科知識和面向社會、面向未來的化學工程與技術專業本科生和研究生人才;依托現有省部級平臺,重點打造面向“海洋與環境可持續發展新型化工”的大型科研與轉化應用平臺,促進相關技術的產業化進程,形成從實驗室小試、中試到產業化的政、產、學、研運行模式和機制,同時籌劃建立“國家地方聯合工程中心”或“國家級工程中心”等大平臺,取得具有自主知識產權的重大理論、應用成果及產業化推廣,實現化工行業領域的、有明顯中大特色的產業化工程應用示范。通過以上規劃,依托中山大學珠海新海濱校園規劃與建設的宏偉藍圖以及珠海宜居城市環境的獨特優勢,學院立志建成具有學科特色、國際一流的化學工程與技術學院,為提升中山大學的整體學術地位做出貢獻。
記者:您是廣東省熱帶海洋動態防腐材料工程技術中心主任,請給我們詳細介紹一下該中心,并介紹一下您的團隊,做過哪些科研項目?有過哪些重要科研成果,發揮了哪些經濟效益和社會效益?
羅教授:廣東省熱帶海洋動態防腐材料工程技術中心(簡稱“工程中心”)主要面向廣東及南海地區軍 / 民用裝備制造業,針對船舶、兵器、海工裝備、海上風電、海水淡化、石油化工、鐵路軌道交通及電力通信等領域裝備 / 機械等各種海洋軍 / 民用裝備關鍵零部件(齒輪、鏈輪、軸/軸套、螺栓緊固件、軸承、滑軌、鍵銷及電路板等)于高溫、高濕、高鹽霧、強臺風等極端海洋工程應用環境,解決關鍵部件在“動態傳動/ 運動”過程中的摩擦磨損、鹽霧介質腐蝕、沖蝕汽蝕、結晶結垢、海生物污損等關鍵技術難題,延長產品使用壽命,提升裝備產品“海洋環境適應性”、高可靠性及市場核心競爭力。研究開發熱帶海洋裝備自潤滑耐磨防護、超疏水自清潔防結冰 / 減阻防污等新型功能涂層材料及表面工程技術,促進其“功能一體化涂層材料及綠色再制造技術”于國內民用裝備應用示范 / 產業化推廣,實現廣東 / 南海地區及國內民用(民品)裝備制造產業性能提升、技術創新、轉型升級、節能降耗及綠色制造。
工程中心擬投資 1000 余萬元,搭建“功能涂層制備系統、摩擦學性能檢測、材料環境模擬試驗及海洋暴露試驗站”平臺;實現研發、檢測測試、小試、中試放大、工程示范及應用推廣的各個環節,突破關鍵技術壁壘、填補國內空白;逐步建立較完備的涂層材料制備、微觀組織結構表征、摩擦磨損、磨損 -腐蝕及完整環境適應性評價設備,包括電化學腐蝕 - 磨損耦合試驗機、Falex摩擦磨損試驗機、多功能表面摩擦磨損試驗儀、紅外光譜儀(FTIR)及普林斯頓電化學工作站、中性鹽霧、紫外老化、淋雨氙燈、高低溫交變試驗箱等等,擔負涂層材料結構表征與相關海洋環境適應性研究。工程中心擬與國內外有關院校、科研機構、高技術企業及學術團體建立產學研深度融合及軍民融合聯盟,為中國機械工程學會表面工程分會、中國腐蝕與防護學會涂料涂裝與表面防護技術專業委員會理事單位。
其研究團隊研發的系列“動態防腐”涂層綜合防護性能優異,摩擦系數< 0.09、耐紫外 / 氙燈> 1400 h、長期耐 -60℃~ 200℃高低溫及耐沖擊性> 100kg.cm,涂層可涂覆于各種金屬/ 塑料基材工件表面,并可滿足現場帶銹涂裝、低溫施工及現場修補,涂層厚度介于 10-60 微米,重復噴涂后其厚度最高可達 120 微米;其涂層耐鹽霧腐蝕性能大于 5000 小時(南海 XXX 工程配套裝備已良好保障運行 2 年),遠遠超越現有美軍標 MIL-46010E/ 國軍標GJB150-2009 及現有相關技術產品。
圍繞南海海洋產業技術需求,解決軍用 / 民用裝備制造企業于熱帶海洋工況所面臨的技術難題,本研究團隊與相關企業協同聯合,建立研究實體,形成戰略聯盟,利用各自優勢協同推進“耐磨防腐涂層材料”研發、性能評價、臺架考核、工程示范及產品定型等,并創建一種“零成本 + 單相思 + 長相守”的產學研深度融合 - 協同創新模式。即免費為企業解決現有的技術難題,一旦與一家企業達成產學研協議,在本行業內不再與其相關企業提供相關的技術咨詢、服務、支持,與已達協議企業保持長期產學研合作模式,共享合作過程產生的技術成果 / 知識產權。2012 ~ 2017 年,本研究團隊共“零成本”技術服務企業 100 余家、提供臺架考核樣品 400 余批次,其中定型產品 20余種。已與兵器 XXX 廠、兵器 XXX 所、電子XXX所、中船重XXX所、中航工業、中航 XXX 所、中航 XXX 廠、綿陽九院、東方電氣集團、德陽二重、攀鋼集團、遼寧陸海裝備、渤海石油裝備、廣漢宏華、重慶通用工業、珠海云洲智能科技等 40 余家軍用 / 民用裝備制造企業簽訂戰略合作協議,并成功解決相關“耐磨防腐”技術瓶頸難題。
記者:請分享一下您科研歷程中印象深刻的典型案例?
羅教授:近五年來,本研究團隊針對特殊介質環境下動態摩擦腐蝕技術瓶頸,開展了系列裝備自潤滑耐磨防腐涂層的應用基礎研究及工程示范,取得了創新性的研究進展及技術積累。先后與企業合作申請并立項川攀西專項(1400萬)、四川省重點技術創新項目(320萬)、自潤防腐院企聯合工程技術中心項目、德陽中科先進制造創新育成專項資金項目、重慶市科技攻關(重大)項目(已結題)、中科院西部之光人才計劃重點項目(已結題)、國家基金面上項目、中科院先導 A 類計劃專項(中科院寧波材料所 - 主持)等應用基礎研究及工程應用示范 / 成果轉化項目 20 余項;相關研究結果,已授權國家發明專利 6 項,在國內外權威刊物 AdvancedMaterials、Soft Matter、Surface &Coatings Technology、Vacuum、NanoscaleResearch Letter、腐蝕與防護等等發表研究論文 20 余篇。
印象深刻的是“XXX 系列海洋耐磨防腐涂層體系”完整參與 XXX 裝備的樣機設計、研發、臺架考核及定型試驗,順利通過軍方評審 / 定型、成功列入“XXX 裝備材料采購備選庫”,2 年多熱帶海洋環境適應性裝機運行結果表明,其涂層具備優異的“動態防腐”功效及熱帶海洋適應性,并具備優異的現場施工工藝性、修補性,目前正廣泛推廣應用于相關 XXX 海洋裝備、臨海鐵路及海上鉆井平臺。
下一步本研究團隊及工程中心將進一步針對性完善相關涂層體系性能優化提升,并利用已建的珠海、東澳島及潿洲島等“熱帶海洋腐蝕暴露試驗場 / 基地”,深入開展“動態防腐功能一體化涂層材料”南海海域熱帶海洋環境適應性研究,獲得相應海洋環境適應性“數據包”,形成相應技術 / 工藝標準,提升熱帶海洋海工裝備長效防腐 / 防護壽命及可靠性,逐步推廣應用于相關海洋武器裝備及海上鉆井平臺領域。
記者:請談談您對海洋防腐的理解和看法?并重點談談熱帶海洋動態防腐材料相關方面的看法。
羅教授:隨著南海“海洋縱深開發”及“一帶一路”國家戰略規劃及相關海洋利益拓展,國家海洋能源戰略使命任務由內陸、近海擴展到遠海、深海及大洋。熱帶海洋環境復雜,涉及氣象、流體、物理、化學及生物等多學科,傳統防護材料(傳統表面處理、油漆 / 防腐涂料等)已難以滿足極端苛刻的熱帶海洋工程應用環境使用需求;尤其在高溫、高濕、高鹽、高紫外輻照的熱帶海洋區域,伴隨海浪飛濺、泥沙沖刷、強風沖擊、海生物污損等復雜工程環境,海工裝備于高精度、高可靠性、長壽命方面的要求面臨嚴峻的挑戰。
現有的傳統涂層防腐技術(靜態防腐)遠遠不能滿足海洋裝備運動系統熱帶海洋環境適應性及長壽命運行要求,目前如何解決腐蝕介質中特有的動態磨損與腐蝕協同損傷是現有海洋工程設備與安全運動部件所面臨的的重大科學技術難題。
記者:請展望您所在中心或者院系的未來科研規劃和發展方向?
羅教授:廣東省熱帶海洋動態防腐材料工程技術中心進一步以市場需求和動態防腐技術發展為導向,加強產學研結合,進行重大科研成果的工程化研究,與企業合作,建立一系列重大科技成果的工程應用示范,帶動和輻射廣東省熱帶海洋動態防腐領域做出新貢獻,服務地方經濟的發展并保持環境友好;同時將繼續開發一系列具有自主知識產權的防腐關鍵技術,服務于廣東省相關海洋裝備產業,形成對技術、產品、工藝、裝備等的持續創新能力。
通過本工程中心平臺及相關研究成果工程應用示范 / 產業化推廣,將奠定合作企業在自潤滑、耐磨、防腐等領域新涂料產品開發以及海內外市場開拓的堅實基礎;有利于增強各合作方進行自潤滑、耐磨、防腐等領域涂料新產品研究開發技術能力,為今后進一步合作建立良好基礎。本工程中心為企業培養一批“熱帶海洋動態防腐”技術骨干,他們將成為支撐項目課題承擔單位可持續發展的中堅力量,也將成為熱帶海洋動態防腐涂層材料及表面功能涂料新產品長期持續發展的源泉。通過中心平臺和企業合作,可提升功能化企業產品在市場的競爭能力,進而也刺激其他企業對新技術和生產技術瓶頸問題的開拓和攻關。提高廣東及南海地區熱帶海洋 / 海工裝備制造水平,增強相關海工裝備制造基礎零部件產業及整機綠色制造的自主創新能力,為廣東乃至南海地區重大海工裝備、沿海鐵路、海上風電及海洋石油鉆采等產業提供表面功能再制造技術服務、人才引進培養、工藝 / 行業標準制定等方面的服務。
后記:
海洋工程, 百年大計。生態、社會與經濟三大要素的有機系統結合一直是海洋可持續發展戰略的主要目的。廣東省熱帶海洋動態防腐材料工程技術研究中心牢記使命,奮勇前行!我們愿做“熱帶海洋動態防腐”攻堅戰中的排頭兵,與業內同行們協同作戰,為我國腐蝕與防護研究領域的工程應用與成果轉化保駕護航!
● 人物簡介
羅荘竹,男,1974 年 2 月生,博士,九三社員,教授 / 博導,工程中心主任。2009 年于中科院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室物理化學專業獲博士學位;2011 年 6 月加盟中科院重慶綠色智能技術研究院,任表面功能材料及工程研發中心主任;2017 年 8 月入職中山大學化學工程與技術學院、聘為教授 / 博導,任廣東省熱帶海洋動態防腐材料工程技術研究中心主任,發展“熱帶海洋動態防腐科學與技術”
學科方向。從 1998 年至今,致力于表面功能材料及表面工程的應用基礎研究,努力創新、注重實驗研究、工程應用與理論探索相結合。在特殊介質環境下動態耐磨防腐涂層材料技術、工程性自清潔涂層材料減阻防污及防結冰等表界面行為機理研究及應用推廣方面取得了一些創新性的研究成果。先后承擔和參與了國家自然科學基金、中科院先導 A 類計劃專項、國防科工委配套項目、省 / 市級科技支撐項目及院 - 企產業化合作項目等 30 余項課題、項目總經費達 3000 余萬元(1 項中科院先導 A 專項、7 項國家自然基金重點 /面上項目、15 項國家高技術配套項目、1 項中科院“西部之光”人才計劃重點項目、1 項川攀西專項、1 項重慶市科技攻關重大項目及 10余項院 - 企產學研合作項目等)。獲甘肅省科技進步一等獎 1 項,獲“中科院朱李月華優秀博士獎”1 項,獲“重慶市青年五四紅旗手”;第 1 發明人申請中國專利 16 件,其中授權 11 件。在國內外權威刊物 Advanced Materials、ACS Appiled Material Interface、Soft Matter、Surface &Coatings Technology、Nanoscale Research Letter等發表研究論文40余篇(SCI論文30余篇),單篇論文最高影響因子18.96,論文總引用次數343次,其中他引 301 次(論文單篇最高引用 91 次)。主辦 / 協辦全國性學術會議 10 余次,作大會特邀報告 6 次;兼職中國機械工程學會表面工程分會委員、中國腐蝕與防護學會涂料涂裝與表面防護技術專業委員會委員及重慶市北碚區政協委員 / 常委;先后培養 / 協助培養博士研究生 5 名、碩士研究生 10 余名。
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