文汇报首席记者 樊丽萍
回国工作多年了,上海大学理学院教授蔡传兵仍然过着“5+2”、“白+黑”的日子——几乎每天都加班加点,但一颗心还是紧绷着。国际上,围绕第二代高温超导材料的应用研发,美国、德国、日本、韩国和中国之间的竞争正进入最紧张的阶段。
信息通信、电力电网、生物医学、磁悬浮运输、航空航天……这些领域都是高温超导材料能大显身手的地方。眼下,示范性的超导项目各国都在做,而对高温超导材料的大规模应用可能就是未来几年间会发生的事,谁能先把成本降下来,谁就占得了市场的先机。不久前,蔡传兵多了一个新身份:上海市高温超导重点实验室主 任。他的研发团队,是代表上海乃至中国参与全球同类技术角逐的一支“尖兵”。
实验室成立的那一刻,蔡传兵知道,今年又是一个冲刺年:“到2017年,我们要弥合在应用研究上的水平差距,争取和其他国家站在同一个水平线上。”
没摘得“发现”桂冠,还可在“应用”上后来居上
早在记者采访蔡传兵之前,就听说了一则关于他的佳话:这位先后承担过国家863、973项目的德国海归学者,竟一手把国家和地方的重点科研项目成果直接进行技术转化,催生了一家高新技术企业。这家名叫“上创超导”的企业2011年初创时注册在属于张江园区的上海大学嘉定科技园,之后获得上海市科委重大专项资助,是上海市第一家从事高温超导带材产业化的企业。这两年,因为产能升级,企业整体搬迁到了奉贤区。
在新材料领域,一项新技术从发现、发明到投入大规模应用,通常的周期是30年左右。以高温超导材料为例,1987年柏诺兹(J.G.Bednorz)和缪勒(K.A.Müller)发现了金属氧化物的高温超导电性被授予诺贝尔物理学奖。此后,世界各国的科学家纷纷致力于针对这项重大科学研究成果的技术转化。
蔡传兵曾先后在中科院上海微系统所、日本铁道综合技术研究所、英国伯明翰大学和德国的莱布尼兹研究所从事超导材料研发,熟悉发达国家在高温超导材料上的布局和尝试。2000年底,日本山梨超导磁悬浮建成初期,他就亲身体验了超导磁悬浮车每小时500公里的神奇速度。而在电力电网领域,围绕超导带材的竞争更加激烈。和传统的半导体材料相比,超导带材有很多优越性。比如,以此技术制备的超导电缆安装在地下,且超导线载流能力是同样截面积铜导线的100多倍,这就节约了大量的能源和空间。无论是美国还是日本,都把超导电力技术定义为21世纪具有战略意义的高新技术。
蔡传兵认为,“论原创性,中国人并不是发现高温超导材料的第一人,但是在技术推广和应用上,我们完全可以像高铁那样后来居上。”成功攻克超导材料的连续化制备难题之后,在市科委和上海大学的支持下,蔡传兵想到技术转化、用产业需求来倒逼研发的快速前进之路。
2012年夏季,上创超导公司经过紧张的会战攻关,试制出了我国首条千米级第二代高温超导带材。
和国际上的同行“对表”,蔡传兵回顾了一组数字:突破千米级、长度临界电流突破30万培米的超导电缆在国际上首次制备成功是在2008年。换句话说,还落后了4年左右的时间。
克服实验条件的先天不足,蔡传兵知道,光愿意吃苦没用,“高新技术往往就凝聚在装备上”。抓住“装备”这个关键词,他开始寻求技术转化的突破口。
免费供出“金点子”,换来一批好帮手
“最初研发千米级超导带材生产线,有些关键部件不得不从国外进口,因为国内的企业生产不了。”为了一步步摆脱对进口装备的依赖,蔡传兵不仅在校内寻找合作、整合研究团队,还主动走出大学校门,向社会上愿意研发特种部件的各类小微企业求助。他与团队成员曾为了解决化学溶液均匀涂覆部件这件事,跑遍了华东地 区所有相关企业。
蔡传兵的执着感染了一批朋友,他循着朋友们提供的线索走访了上海周边不少从事机械零部件加工的小型企业甚至是一些手工作坊。 “看到条件合适的加工厂,我就先给企业家上课,手把手教他们改造工厂现有设备装置的路径。”“金点子”免费送人,蔡传兵获得了意想中的回报:不少企业家自愿投入资金改造工厂,加入了高温超导带材这一新领域,上创超导也由此成为龙头企业,孵化出了一批从事上下游技术的企业。与此同时,上海大学在该领域积淀的 知识和人才,也不断向社会扩散、服务。
进入新年,蔡传兵的团队拟定了新的计划表:通过几年努力,把千米级超导带材的成本从现在每米100美元左右降至25美元的目标价位。如果能率先做到这一条,那么超导带材的大规模投入应用就进入倒计时了。
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