在2024年中国国际大学生创新大赛的舞台上,来自全球153个国家和地区、5406所高校的514万个项目汇聚成一场科技与人文交融的盛宴。来自郑州大学材料科学与工程学院的2024级博士生李禹静带领团队获得中国国际大学生创新大赛(2024)全国银奖。
凭借着对科研的执着追求和对创业的满腔热忱,李禹静在创新创业领域斩获多项佳绩,带领团队获得“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛等省级以上奖项10余项,被评为郑州大学2024年度“创业之星”。
智启创新,探索科研创业路
“科研的意义在于不断突破,创业则是让科研成果造福社会。”怀揣着这样的理念,在硕士研究生阶段,李禹静开启了他的科研之路。
自2021年加入表面工程实验室,接触到表面工程领域的研究课题,他就被深深吸引。他专注于热防护涂层用新型陶瓷材料的研究。相较于传统材料,团队研发的新型陶瓷材料在高温下稳定性高,具有与高温金属基底匹配的热膨胀系数。但作为一种新型材料,将其转化为涂层的过程中存在很多工程技术难题。最大的难题在于如何在将粉体材料变为涂层的过程中,使粉体材料的性能最大程度地保留在涂层上面。为了克服这一困难,他日夜坚守在实验室,精心准备每一次实验,仔细记录每一组数据,对实验结果进行反复验证,走出实验室大门时常常星光闪烁。
“每做一次等离子喷涂制备热防护涂层的实验,都像等待未知的答案。”李禹静坦言,实验过程中失败次数远多于成功。面对复杂的实验流程和繁琐的数据处理工作,李禹静始终保持严谨认真的态度。苦心终不负,事必有所成。通过不断实验,他们一步步优化了工艺参数和涂层结构设计,最终实现了粉体材料转变为涂层时性能的最大化。
烧结炉里燃烧的不仅是新型高温热防护涂层材料,还是李禹静及其团队的辛勤和汗水。花开花落,卒有所成。李禹静和他的伙伴们最终捧起了中国国际大学生创新大赛(2024)银奖的奖杯。这次经历不仅让他体验到科研的成就感,更坚定了他在科研道路上继续前行的决心。
破难而进,勇攀科研创业峰
选择科研方向时,李禹静表示:“国家的需求在哪里,我们的研究就指向哪里。”当有人问他,对用于航空发动机高温部件的新型高温热防护涂层材料的研究兴趣是如何产生时,他认真回答道:“国际上航空航天领域的竞争日益激烈,我希望我们研发的新型高温热防护涂层材料能助力我国航空航天发展,以增强我国的科技力量。”李禹静深知,科研的真正价值在于满足国家的发展需要。只有掌握自主核心技术,才能摆脱“卡脖子”困境。
通过广泛深入的市场调研和行业分析,李禹静和团队发现热防护涂层市场潜力巨大,规模高达百亿级别。这种应用于航空、航天等关键领域的高温热防护涂层,对于保障相关设备在极端环境下的安全稳定运行起着至关重要的作用。然而,现役热防护涂层材料存在着1200℃以上耐温性不足、使用寿命短等问题,严重限制了我国航空工业等相关领域的发展,国内技术与国际先进水平存在较大差距。这一现状激发了他们攻克技术难题的强烈使命感。
在研究过程中,团队遭遇了诸多困难和挑战。以制备HE-1400陶瓷系列粉体为例,粉体的成分配比和制备工艺要求极为苛刻,任何微小的偏差都可能导致实验失败。面对一次次的挫折,李禹静没有丝毫退缩,他带领团队查阅大量国内外文献资料,积极向行业内专家请教,不断调整实验方案和优化制备工艺。经过无数次的尝试和改进,他们终于成功研制出性能优异的HE-1400陶瓷系列粉体,使涂层的服役温度成功提升至1400℃,有望打破长期以来困扰我国航空关键材料领域的技术壁垒。
科研成果只有转化为实际生产力,才能真正实现其价值。在何季麟院士“靶材精神”的引领下,李禹静和团队以市场需求为导向,决定尝试将科研成果推向市场,开启创业征程。
创想新程,铸就科研创业光
“我们从科创比赛起步,一路摸索,最终开启创业之旅。”李禹静深知,实验室里的成功只是第一步。他们的新型高温热防护涂层材料虽然在性能上超越了传统产品,但要真正实现商业化,仍面临诸多难题。
将实验室成果规模化量产是科研成果产业化的核心挑战,他们必须突破从“克”到“吨”的产业化瓶颈。为此,他们在实验阶段就未雨绸缪——设计粉体合成方案时,尽可能考虑到实际的生产需求,既保证材料性能,也兼顾了生产工艺的可行性。但与简单的参数放大不同,这个过程需要通过中试生产线来验证并优化生产工艺,排除生产中可能出现的问题和缺陷。
市场始终是技术落地的试金石。依托实验室平台的资源优势,团队积极参与行业相关的学术会议和产业论坛,深入了解产业链的发展状况。
创业初期,他们面临着诸多困难,异地合作实验研发、检测考核工作受到严重阻碍,团队面临巨大的压力。但李禹静始终坚信“失败是成功的垫脚石”,他鼓励团队成员保持乐观的心态,共同寻找解决问题的方法。
作为团队负责人,李禹静精心构建“需求—资源” 匹配表,进行点对点的高效沟通,大大提高了对接效率。在项目推进过程中,他创新性地构建 “三纵三横”任务图,横向涵盖“材料研发—工艺优化—产品落地”三个关键阶段,纵向深入“技术、市场、资金” 三个核心领域,每周定期更新项目进度,根据实际情况及时调整方案,确保项目顺利推进。
在参与各类创新创业大赛的过程中,团队成员紧密合作、全力以赴。朱锦鹏老师和杨凯军老师不辞辛劳,常常陪伴大家工作到深夜,提供全方位的“陪跑式指导”。同时,邀请各行业专家在模拟答辩中担任评委,这些专家严格把关、犀利提问。通过与专家、老师的深入交流和团队内部的紧密协作,团队的凝聚力和战斗力也得到了极大提升。
凭借着团队的不懈努力和卓越创新,团队的产品和技术逐渐得到市场的认可和青睐。在“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛和中国国际大学生创新大赛等众多高水平赛事中,李禹静团队屡获佳绩。
炉火映照下,那些历经千次锤炼的涂层泛着冷冽的光泽,仿佛在讲述一个关于坚持的故事。李禹静深知,从实验室到广阔市场的道路,注定不会平坦。但每当看到国家发展的需要,他就更加渴望国产航空发动机能早日披上团队研发的“高温铠甲”。展望未来,李禹静充满信心和期待。他表示,“将继续秉承“求是担当”的校训,扎根于材料科学领域,深耕热防护涂层的研究,努力研发出更新、更强、更尖端的产品,”为我国航天航空科研创新和国家关键领域的发展贡献更多的郑大青春智慧和力量,在科研创新的道路上续写更加辉煌灿烂的篇章。(李艳丽 王江雁 罗雨婷 撰稿)

荣获2024年中国国际大学生创新大赛银奖