何新波：让科技融入生活

范佳乐

如果要问，支撑现代文明的三大支柱是什么？答案是：材料、能源及信息。而材料，更是社会文明进步的基础和关键性标志，是人类生产和生活水平提高的物质基础。从现代科技发展史来看，一种新材料的发现与实际应用，往往可以导致一个崭新科技领域的产生与蓬勃发展，极大地改善社会物质文化的状况，不断满足人类日益发展的需要。正如英国哲学家、思想家、作家和科学家培根所说：“科学的真正的与合理的目的在于造福人类生活，用新的发明和财富丰富人类生活。”北京科技大学沿海协同创新研究院院长、广州新材料研究院院长何新波教授无疑是这一理念的积极践行者……

勤于钻研在材料科学领域突破创新

2000年，何新波在中南大学获得材料加工博士学位后，进入浙江大学材料科学与工程博士后流动站，进行博士后研究工作。由于研究成果突出，2002年出站时，何新波就晋升为副教授，进入北京科技大学从事教学与科研工作。2006年4月，他成为全校首批以副教授身份破格晋升为博士生导师的教师之一，同年7月破格晋升为教授。打破传统晋升制度的背后，是何新波优秀的个人能力和在材料科学领域取得的优异成绩。

何新波一直致力于粉末冶金新材料、新型电子封装材料以及高温陶瓷基复合材料等方面的研究与应用。近年来，他先后主持和承担了国家原“973”和“863”计划项目、国家科技支撑计划、国家科技重大专项、国家重点研发项目、国家自然科学基金、国防基础科研项目、军品配套项目等20余项科研課题。共发表学术论文100多篇，其中SCI、EI收录60余篇；申请国家发明专利40余项，获授权专利20余项；获省部级技术发明奖一等奖2项、军队和省部级科技进步奖二等奖4项。曾先后入选北京市“科技新星计划”、教育部“新世纪优秀人才支持计划”和北京市“优秀人才培养资助计划”。

何新波坦言，良好的科研环境是取得科研成果的必备条件。“近年来，国家一直大力发展材料科学，对这一学科的重视程度达到了前所未有的高度。2011年我国政府公布的促进经济转型的七大战略性新兴产业中，新材料正处其中；而其他四项——新能源、节能环保、新能源汽车、新一代信息技术，也都与材料密切相关。在国家一系列有力措施的实施下，材料科学和新材料产业实现了突破性的发展与进步。”

在这里，何新波提到了他的两个科研项目。一个是“高性能电子封装与热沉材料的研究”项目。随着信息技术的高速发展，电子元器件中的芯片集成度越来越高、功率越来越大，对封装和热沉等材料的散热等要求也越来越高。同时，热沉等材料的热膨胀系数还要与芯片等保持匹配，这是因为如果热沉材料与芯片的热膨胀系数相差太大，就很容易引起芯片的炸裂或某些焊点、焊缝的开裂，从而导致电子元器件失效。因此，导热率（TC）和热膨胀系数（CTE）是发展高性能电子封装和热沉材料所必须考虑的两大基本要素。另外，电子元器件的小型化和轻量化对材料的密度也提出了更高要求。传统的封装和热沉材料很难同时兼顾对上述各种性能的要求，而材料的复合化由于可以将多种材料的优良特性有机结合起来，从而获得既具有良好导热性又可在相当广的范围内与多种材料的热膨胀系数相匹配的复合材料，已成为高性能电子封装与热沉材料发展的主要方向。

“我们研究团队针对电子封装与热沉复合材料零件在成形过程中存在界面难以控制和加工困难等难题，提出采用粉末冶金-无压渗透相结合的技术来实现复合材料及其零件的一体化近终成形。通过复合材料的成分与结构设计、界面行为控制、材料致密化机理等科技问题的解决，突破了复合材料的界面复合、预成形坯孔隙和尺寸调控、材料组织与结构精确控制等关键技术，建立了近终成形高性能电子封装与热沉材料零件的一体化成形技术。”何新波介绍说，研究团队还先后成功开发出SiCp/Al、Diamond/Cu、Diamond/SiC等系列新型电子封装与热沉复合材料，在复合材料及零件的制备和封接等方面取得了多项创新性成果。项目研究成果对促进我国电子、通信、交通等众多领域器件和装备的多功能化、小型化、集成化产生重要影响。

另一个项目是关于Cf/SiC陶瓷基复合材料的研究。何新波说：“碳纤维增韧碳化硅复合材料（Cf/SiC）具有轻质、高强度、高韧性和耐高温等综合性能，在飞行器热防护系统、火箭发动机燃烧室和航空涡轮发动机等热结构件领域有巨大的应用潜力。目前，在Cf/SiC复合材料制备工艺中，先驱体浸渍裂解工艺（PIP）因具有先驱体分子可设计、制备温度低、对设备要求简单等优点，已成为大型复杂形状构件制备的主要工艺。然而，由于PIP工艺中有机先驱体在裂解过程中，会逸出大量小分子，从而容易在复合材料中形成一定量的孔隙，影响复合材料力学性能和均匀性等。”

课题组针对Cf/SiC复合材料存在材料均匀性偏差、致密度偏低、材料制备周期长等难题，通过先驱体的设计与改进、化学液气相沉积（CLVD）与PIP相结合工艺的优化、Cf/SiC复合材料界面设计与控制、超高温粒子的复合、复合材料表面涂覆等科技问题的解决，突破了复合材料工艺精准控制、纤维表面和界面复合、基体复合与成形控制等关键技术，解决了复合材料工艺稳定性偏差、材料性能偏低和离散度偏大等难题。同时，通过与相关科研院所和应用单位的合作，成功建立了高性能Cf/SiC复合材料及其大型复杂构件的近终成形一体化技术，并实现了复杂构件在多领域的应用。这一研究成果有利促进了Cf/SiC复合材料的发展与其在航空、航天、交通等领域的广泛应用。

“科研技术最终还是要‘落地，只有将实验室的研究成果切实转化于人们的生产实践中，科学才具有生命力。”何新波说。

身负重任助力科研成果实现产业化发展

2016年，为进一步实施“创新驱动发展”战略，推动创新型国家建设，提升区域创新活力，促进科技成果转化，北京科技大学、广州市人民政府和广州市海珠区人民政府三方合作共建北京科技大学广州新材料研究院（以下简称“研究院”），何新波被任命为研究院院长。

谈及研究院的设立，何新波说：“为加快北京科技大学与区域的协同创新和产学研合作，促进科技成果转移转化，学校在原广东研究院的基础上，大胆创新，确定了新常态下地方研究院建设新思路，并组建了以我国沿海地区为主要协同创新区域的沿海协同创新研究院。沿海研究院围绕创新驱动发展战略，构建以市场需求为导向，以科技成果转化为目标，人才-技术双核心动和双核心移的新型校-地-行业协同创新模式，实现人才-科技-产业的融合与协同发展。由于学校在珠三角地区具有深厚的合作基础，同时考虑到粤港澳大湾区丰富的产业、商业与金融资源以及良好的市场环境，学校决定将第一个特色研究院（广州新材料研究院）落户广州。”

研究院坚持以市场需求为牵引，以体制机制创新为核心，坚持技术研发-成果转化-企业孵化三位一体发展思路，集技术研发、成果转化、科技服务、企业孵化、产业培育、人才培养为一体，积极助力广州及珠三角的产业发展与转型升级。何新波解释道：“材料是科技发展的基石。就像手机芯片技术再好，没有原材料去制造，这些科技都只能束之高阁，因此材料是基础。但从实验室的研究成果到形成规模化的产业，需要经历一个艰苦而漫长的过程。研究院的设立，则为技术的落地提供了沃土，我们会为成果的转化提供全方位服务，大力促进重大科研成果及技术的产业化。”

自成立以来，在北京科技大学、广州市政府和海珠区政府等的大力支持下，研究院在各个方面都取得了长足进步。如在科技创新团队建设方面，组建了粉末冶金技术创新中心、复合材料技术创新中心、磁性材料技术创新中心等7个科技创新平台，技术创新与技术研发能力大幅提升；在产业发展方面，建设了技术创新与成果转化基地，拥有项目孵化和成果产业化双功能，实现项目入驻孵化后就地转化的无缝对接。现已孵化了8家股份制科技型企业；随着广州新材料产业园的动工建设、广东省高水平新型研发机構的获批、第十八届全国大学生机器人大赛（ROBOTAC）的成功举办等，进一步夯实了研究院的发展基础，增强了研究院的科技创新、成果转化等社会服务能力，极大提升了学校和研究院在粤港澳大湾区的影响力。

“研究院的创新之处就在于，它充分利用了社会资源，将市场、企业与高校紧密地联系起来，实现共建共享。”何新波说，“研究院构建了人才-科技-产业的融合与协同发展模式，不仅使科学技术的研发更加贴合市场需求，而且让更多的社会资本融入进来，在加快高校科技成果转化的同时，也有力促进了相关产业的快速发展，实现了科技成果的产业化与商业化。”

2019年7月，在广州市科技局的支持下，由研究院承办的第十八届全国大学生机器人大赛ROBOTAC赛事圆满落幕。42支高水平队伍激烈角逐，吸引超过1500名观众，社会反响强烈。比赛首次举办了国际教育产业论坛，重点探讨了比赛与教育、科技和产业的互动效果与作用；打通了ROBOTAC、ROBOCON和ROBOMASTER三个国家级机器人大赛的合作通道，开启三大赛事的协同发展；在得到央视、广东电视台等权威媒体报道与肯定的同时，首次得到国外媒体的广泛关注。全球135家国外媒体对比赛决赛进行了报道，可触达人数超过7200万。2020年3月，在全国合力抗疫情、促发展的关键时期，北京科技大学广州新材料产业园作为花都区2020年重点建设项目动工建设。研究院将以新材料产业园建设为新起点，以ROBOTAC赛事为契机，大力吸引高水平创新团队，着力将新材料产业园打造成“新材料+智能制造”科技创新基地和产业聚集区。

“未来，研究院将在学校、广州市区等的领导和大力支持下，进一步开拓创新，积极探索新形势下研究院的建设与发展模式。大力推进体制机制改革、科技创新团队建设和科技成果转化等重点工作，促进研究院健康、快速发展，使之成为学校在华南的一张靓丽名片。同时，通过新型政-产-学-研-资合作模式，协同推进首都相关科技成果在粤港澳大湾区的工程化与产业化，构建以新材料为核心的北京-大湾区协同创新创业通道，服务学校的双一流建设和粤港澳大湾区的科技创新与产业发展。”何新波说。