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服务国家战略 打造一流海洋材料与技术学科——访中国海洋大学材料科学与工程学院陈守刚副院长

2018-06-21 13:55:06
作者:殷鹏飞
来源:betway必威——betway必威最火爆官网【点击立即君临天下】

中国海洋大学坐落在此,它是一所学科门类齐全的教育部直属重点综合性大学,也是国家“985工程”和“211工程”重点建设的高校。2002年10月,为顺应国家海洋事业发展及拓宽学校学科领域的需求设立了材料科学与工程学院,并在国内率先提出建设“海洋材料”这一学科交叉融合的特色研究领域,经过十几年的发展,培养了大批全面、应用型的人才,为国家海洋经济建设做出了积极的贡献。

    “莫道行人爱汇泉,一湾海水抱远山。”青岛是个令人心旷神怡、流连忘返的海滨城市!中国海洋大学坐落在此,它是一所学科门类齐全的教育部直属重点综合性大学,也是国家“985工程”和“211工程”重点建设的高校。2002年10月,为顺应国家海洋事业发展及拓宽学校学科领域的需求设立了材料科学与工程学院,并在国内率先提出建设“海洋材料”这一学科交叉融合的特色研究领域,经过十几年的发展,培养了大批全面、应用型的人才,为国家海洋经济建设做出了积极的贡献。为了全面了解中国海洋大学材料科学与工程学科的发展现状及未来方向,探索材料科技发展前沿,记者特邀请到中国海洋大学材料科学与工程学院陈守刚副院长做相关方面的精彩解读。

 

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 图1 中国海洋大学被赞拥有国内大学中最完美的西洋风格建筑群,多次被评为“中国十大最美校园之一”。


    记者:请您简要介绍一下中国海洋大学,并重点介绍您所在的材料科学与工程学院的创立过程及发展现状。


    陈院长:中国海洋大学创建于1924年,历经私立青岛大学、国立青岛大学、国立山东大学、山东大学等办学时期,于1959年发展成为山东海洋学院,1960年被国家确定为全国13所重点综合性大学之一,1988年更名为青岛海洋大学,2002年更名为中国海洋大学。2017年9月入选国家“世界一流大学建设高校”(A类)。学校以以造就国家海洋事业的领军人才和骨干力量为特殊使命,遵循“通识为体,专业为用”的本科教育理念,努力培养复合型、高素质人才。毕业生中已有14人当选中国科学院或中国工程院院士,3人先后担任国家海洋局局长,参加中国第一次南极考察的75位科学家中一半以上是学校毕业生。

 

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图2 中国海洋大学校训:“海纳百川,取则行远”


    作为国家海洋人才重点培训基地,中国海洋大学是国内极少数拥有独立的海上小岛研究中心和科考船的学校之一。目前共拥有3500吨级的“东方红2”号海洋综合科学考察实习船、300吨级的“天使1”号科考交通补给船、2600吨级的“海大”号海洋地质地球物理调查船(与企业合作共建共管)3艘,同时还有一艘5000吨级新型深远海综合科考实习船“东方红3”号在建,形成了自近岸、近海至深远海并辐射到极地的海上综合流动实验室系统,具备了一流的海上现场观测能力。

 

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图3 中国海洋大学东方红2号综合科考船

 

    中国海洋大学材料科学与工程学院建置于2002年10月,学院因海而生,凭海而立。学院下设无机材料系和高分子材料系,拥有国内第一个海洋材料科学与工程交叉博士点,材料科学与工程一级硕士点,材料工程专业硕士点。学院每年招收本科生100名,2017年博硕研究生招收达106人,研发机构拥有“海洋材料与防护技术”教育部工程研究中心和“特种海洋材料”山东省高校重点实验室。


    材料学院有教职工45人,其中专职教师31人。教师中具有博士学位者占比97%,具有1年以上海外留学经历者占比42%;教育部新世纪优秀人才4人,山东省教学名师1人,青岛市专业技术拔尖人才1人;博士生导师7人。学院已形成“本科-硕士-博士-博士后”完整的人才培养体系。


    近年来,我院教师承担国家级课题40多项;获省部级科研成果奖6项,在国内外学术期刊上发表中科院JCR一区和二区论文200余篇,其中高被引论文30余篇;我校材料科学学科(领域)于2012年7月跻身美国ESI全球科研机构前1%行列。我院研究生连续7年获得山东省优秀硕士学位论文和山东省研究生优秀科技创新成果奖;2017年获山东省优秀博士学位论文。学院未来将遵循“明德尚学,知行合一”的院训,以人才培养为中心,以学科建设为龙头,以一流学科为目标,将学院建设成为以海洋材料和能源材料为特色,教学、科研和服务社会协调发展、相互促进的高级复合型人才培养基地。

 

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 图4 中国海洋大学材料学院院楼

 

    记者:请重点介绍在海洋材料学科中,您所在的材料科学与工程学院在国内外业界的重要影响力,做过哪些重要的交流合作项目。


    陈院长:目前,我院聚焦“海洋材料”和“新型能源材料”两个主要研究方向。在海洋材料方向,本学科依托中国海洋大学传统优势学科,立足国内外海洋环境下的材料科学问题和国家重大需求,开展了极地及深远海材料腐蚀机理研究、海洋极端环境需要的高强低密、耐腐蚀、抗海洋生物附着等新材料研究和相关技术开发,取得显着成果。由我院开发的深海浮力材料性能指标达到国际先进水平,已用于我国多项深海探测项目和工程;我院开发的海泥发电技术在国家海洋局能源专项的支持下也获得创新性成果;海洋材料表界面调控及防护技术研究获得国家海洋局科技成果一等奖(2011)和教育部自然科学二等奖(2016)。在能源材料方向,我院在光伏材料及器件、储能材料及器件等方面的研究均取得了重要突破。介孔敏化太阳能电池和全天候太阳能电池关键材料与技术的研发成果在《Advanced Materials》、《Angewandte Chemie International Edition》等杂志发表论文,引起国内外较大反响;其中8篇论文被评为ESI高被引论文(前1%),2篇论文被评为热点论文(前0.1%),获得山东省高等学校优秀科研成果奖一等奖(2015年)、二等奖(2014年)和青岛市自然科学二等奖(2016);并被诺贝尔奖提名获得者及多位权威专家系统评述,并在十余个国外媒体以及国内主流媒体报道。另外电化学储能碳基纳米材料设计、组装和集成、制备与应用中的关键科学问题进行研究,发表SCI收录一区和二区论文30余篇,单篇引用超过100次的5篇,受到国外同行高度评价。

 

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图5 中国海洋大学材料学院举办第二届海洋材料与防护技术学术研讨会

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图6 我院与青岛华高墨烯科技股份有限公司成立新型碳材料联合实验室

 

    记者:请介绍一下您所在的团队做过哪些重要项目、科研成果,发挥了那些社会效益和经济效益?


    陈院长:研究团队现有教授2人,绿卡人才工程客座教授1人,副教授3人,高级工程师1人,博士后2人,博硕士研究生40余人的研究队伍。团队目前主要从事纳米功能复合涂层的制备及在海洋环境中的应用研究。在特种防腐涂层制备与评价、智能防污涂层技术、海洋污染物电化学检测等方面取得了一定的科研成果。


    在苛刻的海洋环境中,如何控制腐蚀和减缓生物附着腐蚀已成为当前严重制约重大海洋工程技术和装备发展的技术瓶颈之一,其失效问题更是严重影响海洋工程和装备的可靠性和寿命。带着对这些问题的深入思考,团队国内率先提出“超疏水工程材料腐蚀防护应用”的概念,希望通过特殊润湿现象在海水中的变化与电化学评价研究进而进一步指向应用。研究工作获得国内外同行知名专家的广泛认可。张希院士在综述J. Mater. Chem.【2008, 18,621-633】上关于超疏水结构控制到功能应用的文章中,首次把超疏水功能表面腐蚀应用作为一个独立的应用领域报道。超疏水工程材料的防腐应用概念的确立极大的推动和丰富了海洋工程材料防护领域的研究,为进一步工程应用奠定了基础。


    在防腐防污智能涂层方面,研究团队借助纳米技术和防腐防污涂层的耦合作用机理,实现功能防护涂层在生物污损和交变压力环境下智能防护,研发酶响应、pH响应和压力响应的功能涂层,构筑集多功能一体的海生物智能防护涂层。团队先后主持国家级项目10余项,主持山东省重点研发计划和自然基金等省部级项目9项,授权国家发明专利10余项,研究成果以第一完成人获得国家海洋局创新成果奖一等奖一项(2011)和教育部自然科学二等奖一项(2016),并作为主要贡献者获得教育部技术发明一等奖、教育部技术发明二等奖和青岛市科技进步一等奖各1项,并获第八届青岛市青年科技奖,毕业研究生2人获得山东省优秀硕士学位论文。


    在海水污染检测方面,以降低海水检测干扰为目标,采用纳米异质结界面原理设计适合海水检测的新型传感器,实现对海水重金属和有机污染物的检测,先后承担国家、省部等基金项目多项,发表SCI一区论文10余篇,申请和授权国家发明专利5项。

 

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 图7 纳米异质结传感器原理图

 

    在项目经济社会效益方面,基于氮化硅化学、物理稳定性高,耐高温性能好等特点,研发了氮化硅-环氧树脂透波防腐涂料,并针对氮化硅特种涂层在透波和光热领域的应用进行深入的探索及研发。该成果直接拓展了氮化硅下游产品种类,为海洋重防腐和透波涂料的金字塔添砖加瓦,其社会价值和经济意义重大。与江苏包装股份有限公司合作开发适用于低表面能涂料PVF的填料及分散剂,并计划将其应用于海运领域,旨在解决远洋运输过程中,钢桶易腐蚀,使用寿命短等问题。该项目有望打破我国海运钢桶质量偏低,高质量钢桶主要依赖进口的窘境,填补我国在低表面能涂料高端产品和表面能涂料专用分散剂领域内的空白。初步预估2020年左右完成项目研发工作,预计制定企业标准一项,实现规模化生产,其产值预期高达1.5亿元人民币。


    2016年我们团队与海尔集团合作,开发可用于电热水器的新型电杀菌技术。该技术利用纳米线材料在低电压下的电场作用,实现家用电热水器水的大流量高效杀菌效果。相比于传统使用滤膜对水中微生物进行过滤,该技术解决了滤膜需要更换的问题,更加节能环保,易于维护。经企业相关人员预计,此项目经济效益高达到1000万元,在保护人们生活健康,提高水处理的节能减排方面具有重要的理论研究价值和实际应用价值。此技术有望推广应用在压载舱水处理,导电防污涂层等方面。


    记者:请您谈谈中国海洋大学材料科学与工程学院的未来发展规划。


    陈院长:目前,海大材料学院正处于高速发展期,学院以国家一流大学建设为契机,以学校黄岛校区建设为依托,借助青岛海洋国家实验室的创新体制,以人力、物力、财力的合理投入为保障,瞄准国家海洋开发与环境保护重大战略开发中的关键材料和技术需求,紧密围绕海洋材料、能源材料、高分子功能复合材料三个方向,通过重点引进和培养,努力打造海洋特色鲜明的国内一流、国际先进的海洋材料与技术学科。


    未来10年,以服务“海洋强国”、“军民融合”、“创新驱动发展”等国家重大战略和“一带一路”倡议,大力引进人才强化团队建设,显着提升研发水平,借助新旧动能转换培养一流的海洋工科创新人才。重点围绕海洋功能材料及防护技术,能源关键材料和功能高分子复合材料三个研究方向开展工作,依托海洋材料与防护技术教育部工程中心与企业共建海洋功能材料和石墨烯功能复合材料等产学研合作平台,促进项目在企业实现成果转化和产业化,为地方产生经济效益。依托中国海洋大学传统优势学科和交叉便利,立足国内外海洋环境下的材料科学问题和国家重大需求,积极推进极地及深远海材料腐蚀平台和海洋材料等省部级平台建设,围绕海洋环境需要的高强低密材料、特种防腐蚀涂层、环保抑菌涂层、微生物腐蚀及抗海洋生物附着等新材料制备和机理方面开展重点研究,强化海洋能源和海洋复合材料的特色建设,在海洋原位供电技术、海洋传感技术和海洋特种防腐防污涂层材料等研究方向有突破。基于海洋开发工程与环境保护技术学科的辐射带动,材料科学与工程学科学科排名大幅提前,申报材料科学与工程博士一级学科授权点,专业排名保持四星级。未来10年,将形成教师规模达到120-130人的研究队伍,并与重点行业企业进行深度合作,在黄岛校区高新技术研发与成果转化方面获得突出成果。


    后记:


    “万里关山伏波横海,承唐继汉一路一带”,海洋是社会经济发展的重要战略空间,如何更好的开发和利用海洋,对于我国实现“两个一百年”奋斗目标,实现中华民族伟大复兴的中国梦具有重大意义。中国海洋大学积极响应国家号召,始终秉承“海纳百川,取则行远”的校训,取得了一个又一个的显着成绩。我们相信,中国海洋大学的明天一定会更加灿烂辉煌!


    人物简介

 

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    陈守刚,1974 年生,山东沂水人。中国海洋大学教授,博士生导师,第八届青岛市青年科技奖获得者,教育部新世纪优秀人才,材料科学与工程研究院副院长。2004 年 6 月毕业于山东大学材料学院并获得博士学位,同年 7 月进入中国海洋大学材料院任讲师,2006 年 12 月被评为副教授,2010 年 12 月被评为教授。2010 年在美国佐治亚理工学院访学 1 年。


    主要从事纳米功能复合材料的制备及在海洋环境中的防腐防污和应用检测研究。目前已在纳米材料制备、防海洋生物附着智能材料、生物电化学传感和电化学储能材料研究方面发表的论文被 SCI 或 EI 收录共计 110 余篇,发表论文共被他人引用 1200 余次,H-Index 为 20。主持国家自然科学基金 3 项,主持和参与山东省科技攻关、自然科学基金及工信部重大专项等各类项目 18 项。申请国家发明专利 12 项,授权 6 项。作为第 1 位完成人获得国家海洋局创新成果一等奖、教育部自然科学二等奖和山东省高校优秀科研成果自然科学一等奖各 1 项,作为主要贡献者获得教育部技术发明一等奖、教育部技术发明二等奖和青岛市科技进步一等奖各 1 项。目前担任山东省材料学会副理事长,山东省腐蚀与防护学会常务理事,山东省复合材料学会理事和海洋腐蚀与污损专业委员会委员。

 

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责任编辑:王元


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标签: 中国海洋大学, 材料科学与工程学院, 陈守刚, 影响力, 社会效益

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