2020年12月中旬,湖北省科技厅党组书记、厅长王炜率队赴武汉经开区开展专题调研。当他来到武汉中科先进技术研究院(以下简称“武汉先进院”)调研时,看到展厅里陈列着一系列新材料研发成果,当场表示:武汉先进院在新材料领域特色鲜明,希望武汉先进院在湖北省加快高新科技成果孵化企业步伐,将科技成果高效转化为市场认可的产品和产业,在创新成果转化中实现创新价值。

武汉先进院诞生于2018年,是中科院在武汉市成立的第一家新型研发机构,致力于实现部分“卡脖子”关键材料和技术的产业突围,2020年春天虽然受到新冠疫情的严重影响,但它仍表现出顽强的生命力和过硬的创新实力,新材料研发方面结出了累累硕果,截止目前申请43项专利,其中13项已获授权,还有一批优秀科研成果成功产业化,服务于国民经济建设。 
火速研发防雾喷剂,有效助力一线抗疫

去年春天发生疫情以来,湖北是全国疫情防控重中之重,就在全国人民为病毒肆虐忧心忡忡之际,2020年2月27日,人民网上刊登了一条振奋人心的信息——
“喻博士,太感谢啦,今晚入舱的医生试用了防雾喷剂,效果奇好,太感谢啦。”2月24日23点,武汉中科先进技术研究院院长喻学锋收到又一条抗疫一线的感谢消息,这条消息来自深圳首批支援湖北医疗队龙翔副主任医师。医疗队在一线战斗了15天,和其他工作在一线的医护人员一样,都饱受护目镜上雾水带来的麻烦。 
新冠肺炎疫情发生以来,喻学锋一直奋斗在实验室,带领研究团队紧急攻关与疫情防控相关的技术。在完成病毒核酸快检试剂盒关键原料的研发后,他注意到医护人员饱受护目镜上雾水之苦,发现了一个来自一线的紧急需求——防雾剂。穿着防护装备的医护人员,护目镜和眼镜上极易起雾水,非常影响救护操作,于是有的医生涂上洗洁精,有的医生喷玻璃防雾剂,但大多效果不佳,有医护人员反馈“打个针连血管都看不清”。 
喻学锋、康翼鸿、杨新耕3位博士带领团队对防雾涂层技术进行紧急攻关,研发出的新型防雾涂层利用非离子表面活性剂特殊的分子结构,一端为亲水基团,一端为亲油基团,亲水基团吸附空气中的水分子并使其表面张力降低,从而减小水在玻璃表面的接触角,使水分子还没有在透明物体表面形成细小水珠之前,就会扩散于玻璃表面,形成超薄的透明纳米膜,防止光线散射,从而起到防雾作用。团队仅用一周时间完成了纳米防雾喷剂的研发、生产中试、灌装生产线构建以及相关企业标准的建立。
在多家医院试用后发现,该纳米防雾喷剂有两大突破,一是突破了材料限制,在树脂、玻璃包括镀膜眼镜等材质上都能产生持久效果,扩大了防雾剂的使用范围;二是防雾效果持续时间长,在穿着防护服条件下防雾效果可持续1天,日常环境可持续防雾5-10天,能有效保证一线人员工作期间视野清晰。
在生产人员不足的情况下,为满足同济、协和、中部战区总医院、武汉客厅方舱医院等十几家医疗机构提出的紧急需求,武汉先进院集合了部分湖北省外工作人员,与中科院深圳先进院材料界面研究中心团队一道,开展紧锣密鼓的制备工作,完成了第一批5000瓶纳米喷雾剂生产于2月25日顺利送达防控一线。

武汉先进院生物技术平台工作场景

武汉先进院总经理康翼鸿告诉小钜:“我们不断提高产能,先后分8批累计向109家防疫单位捐赠共4万支,被数万名医护人员广泛使用,并得到了一致好评。防雾剂的核心是高分子表面改性技术,后来我们在此技术基础上又开发了光固化永久防雾涂层,并与多家企业合作进行了产业化,包括生产防雾护目镜、防护面罩、防雾游泳镜等,未来该技术还将应用于浴室镜防雾、汽车大灯防雾、电箱观察窗的防雾领域。”
微胶囊技术打破外企垄断

在疫情期间,武汉先进院获得了国内第一个可量产的无醛可擦写笔色浆技术专利授权,并且顺利完成了专利许可。2019年,武汉先进院智能微胶囊研发团队成功开发出基于无醛微胶囊技术的可擦写笔色浆,并申请专利。同年10月,自主设计并建造了无醛微胶囊中试设备线,并进行了大量前期预研工作,仅通过3次中试就实现了无醛可擦写笔色浆的吨级量产,获得了客户认可。

康翼鸿博士

康翼鸿介绍,从2019年10月至2020年2月间,多次与客户沟通交流,甚至在春节与疫情期间都不间断,详细阐述该项技术的价值和优势,并且通过大量调研和准备工作,进行了3次专利答审,最终于2020年2月获得该项专利授权。专利获得授权的当周即与合肥一家新材料公司达成合作意向,完成专利许可合同的签订,以5年900万元的费用独家授权给该公司。该领域此前被日本企业垄断,该项技术为国内首创,是国内第一个可量产的无醛可擦写笔色浆技术,也是国内该领域金额最高的一笔成果转化案例。
该项技术的成功研发即标志着中国在该领域打破国外垄断,也标志着武汉院在智能微胶囊领域的技术领先地位,同时也是疫情期间武汉开发区最亮点的一项成果转化案例,形成了非常好的经济效益和社会效益。据悉,武汉先进院的智能微胶囊项目分为“热管理材料”和“柔性显示材料”两大方向,无醛可擦写笔色浆仅仅是 “柔性显示材料”板块中的一个应用案例。该项目还获得科技部2019年创新创业大赛全国优秀企业奖、湖北赛区第二名,被列入2020年省院合作专项湖北省财政支持范围,还获得了2个企业横向研发课题,开发了5个产品线。
为满足产业化需求组建气凝胶研发团队

面向物联网、绿色能源和生命健康,武汉先进院发展新材料及先进制造技术,服务地方支柱产业和经济发展需求。为了满足当地产业化需求,武汉先进院在半年内组建了一支气凝胶研发团队,并且完成实验室小试与中试可行性验证,进入中试阶段,逐步践行武汉先进院的“0-1-9”的技术攻关方法论。

武汉先进院部分成员合影

2020年6月,武汉先进院与兴发集团进行项目交流过程中,了解到其希望布局气凝胶材料的需求,于是开始着手调研与整理资料。通过1个月的梳理和少量的预研实验,制定出一套基础技术路线。7月,成功邀请兴发集团高管到访武汉先进院,在兴发集团访问期间,通过介绍武汉先进院具备技术攻关能力的研发团队,小试、中试的研发条件,微胶囊项目的成功经验,以及通过1个月时间调研的气凝胶材料前景以及基础技术路线,成功打动兴发集团,将气凝胶材料作为其未来重点布局,与深圳先进院共同完成技术开发。
在与兴发集团谈判的过程中,武汉先进院同步启动了人才招聘工作,并在确定合作意向的当月即招聘到第一位气凝胶专业技术人才,次月即完成基础工艺路线设计,赴兴发集团商谈并确定合作模式。该项目采取创新的深圳先进院-武汉先进院-兴发集团三方合作模式,发挥各自的优势,深圳先进院利用丰富的科研人才和完善的设备平台负责技术原理的验证以及复杂样品检测工作,武汉先进院则利用具备丰富经验的工程师团队和小试、中试结合的实验平台重点攻关技术等级3-6级,跨越科技成果转化的死亡谷,兴发集团则利用其生产经验以及化工园区优势重点负责中试工艺打通以后量产。明确合作意向与模式以后,项目推进速度大大加快,11月,武汉先进院就完成了气凝胶技术研发核心团队组建,团队成员均具备丰富的相关领域工作经验,在实验室制备出性能达到国际领先水平的样品,并且完成深圳先进院-兴发集团气凝胶联合实验室的签约。
康翼鸿透露,2020年12月底,该项目已经打通中试工艺流程关键节点,完成中试设备线的设计工作,预计2021年上半年可完成小规模中试,下半年可实现大规模中试,2022年即可进入量产阶段。
该项目的顺利推进,也体现了武汉先进院作为一个研发平台、成果转化平台的价值,基于深圳先进院深厚的科研体系积累,可以针对企业、地方、国家需求,快速组建团队,进行技术攻关,短时间内实现技术突破,实现经济效益与社会效益。 
人物简介

康翼鸿,美国匹兹堡大学机械与材料科学博士毕业,2017年加盟深圳先进院,担任深圳先进院材料界面中心副主任,2018年出任武汉先进院总经理。拥有扎实的物理功底,善于分析事物的机理和建立合适的模型。熟悉各种金属材料和纳米材料特性,精通实验设计和各种微观表征手段。

来源:中科院深圳先进院