倾情电化学技术创新 全力推进成果转化应用

  人生百态,有些人风风火火,却空忙一场;有些人执着坚守,终赢得人生辉煌。林昌健,属于后者。他在科研领域取得成功的秘诀就在于,一旦选择了方向,便只顾风雨兼程;一旦树立了目标,便全力以赴向它奔去,同时在这个过程中捕捉着属于自己的快乐和价值。

  林昌健,师从著名电化学家田昭武院士。1985年7月获得中国第一个电化学博士学位,并留厦门大学任教,两年后晋升为副教授。此后,远赴美国3年进行博士后研究。1990年正是“89风波”后,国家尚处于困难时期,林昌健学成毅然回国投身教学科研,艰苦奋斗,屡创佳绩,先后被提拔为厦门大学教授、博士生导师、特聘教授。并荣获国务院学位委员会和教育部颁发的“做出突出贡献中国博士学位获得者”荣誉称号,国务院特殊政府津贴及国家杰出青年基金。期间,还先后以访问教授身份到美国、加拿大、香港等地访问交流,拓展了国际合作,提升了知识储备。多年来,他一直致力于电化学研究方法及测试技术、腐蚀与防护、材料电化学、生物材料及表面等研究,进而不断推动我国电化学学科及相关工业的发展。

  面向国家需求 追求前沿科学

  有人说,科学的价值在于激发兴趣。但这句话只说对了一半,科学的价值更在于驱动发展,能对社会乃至国家的需求有所贡献。林昌健所领导的课题组恰恰是长期面向国家需求和科学前沿,关注电化学科学仪器、材料、生命、环境、能源等领域相关的电化学问题,积极发挥电化学在现代科技和社会发展中的重要作用,并取得了一系列富有创新且实用性强的科研成果。

  针对扫描电化学科学仪器中的共性技术难点,林昌健课题组开展了长期不懈的创新研究,不仅研制成功世界第一台电化学扫描隧道显微镜(ECSTM)辅助的扫描电化学工作站,还发明了可同时检测表面结构形貌信息、微区腐蚀电化学行为及界面微化学环境的多功能扫描微探针,大幅度提高了微区电化学测量的空间分辨度和灵敏度,在国际上首次实现了表面微区电化学特性和材料表面微观结构形貌的同时测量和关联研究。林昌健课题组自主研制成功的基于开放式SPM平台的扫描电化学工作站作为中大型空间分辨电化学科学仪器已实现批量化生产和商品化应用,广泛应用于国内外高校、研究所及大型科技企业,为推进微区电化学研究及材料不均一性研究起到了积极作用。

  针对当前国内外可在工业现场快速测试局部腐蚀的电化学仪器匮乏和迫切需求的现状,林昌健领导课题组开展了大量针对工业体系的腐蚀电化学新方法、新仪器研究,首次提出快速评测金属/涂层耐蚀性新原理,发明了独特的可移动双电解池腐蚀传感器,研制成功世界第一台工业现场快速检测涂层耐蚀性便携仪。与此同时,通过深入研究钢筋/混凝土界面复杂过程机理,探明化学环境(Cl-、pH)和钢筋在混凝土中腐蚀电化学参数的关系,提出了精准监测钢筋混凝土结构腐蚀及耐久性的原理和准则,发明了“埋置型多功能钢筋混凝土腐蚀传感器及监测技术”;课题组还首次提出柔性阵列电极测量焊缝选择性腐蚀的新原理,研制成功世界第一台便携式焊缝腐蚀快速检测仪,可在工业现场快速检测任意外形及表面状态的焊缝腐蚀的敏感部位及腐蚀的驱动力,突破了不能在工业现场快速无损检测焊缝选择性腐蚀的国际难题。   林昌健课题组在工业用腐蚀电化学实时检/监测仪器技术方面填补了多项国际空白,为工业上快速、有效、精准检测/监测腐蚀提供多种全新仪器,这些富有特色的工业用腐蚀检-监测仪器已全部实现成果转化和工业应用,广泛应用于高铁、军工、核电、海底隧道、跨海大桥等工业领域。为钢筋混凝土结构、国防装备、工业设施的腐蚀安全的科学评价提供了有力的技术支撑,取得良好效果。

  有人说,创新是人类进步的原动力,它改变的是人类的生活。人类社会的发展离不开工业的支撑,林昌健和团队的每一次创新科研,都是为了满足当下工业发展的需求而开展的,其取得的成果更是功在当代,利在千秋。

  创新驱动发展 推动工程应用

  近年来,彰显我国实力的重点工程,如核电、高铁、化纤、卫星发射及“一带一路”等建设工程不断上马,方兴未艾,应用新技术解决这些重大工程中的不锈钢腐蚀难题至关重要。为此,林昌健建立了一种高效、低成本、环境友好、可直接在工业现场规模应用的不锈钢表面超级电化学钝化及强抗腐蚀配套新技术,可大幅度增强不锈钢耐腐蚀性(耐蚀性提高约3个数量级,局部腐蚀临界电位提高1.0V以上),达到国际领先水平。他带领的科研团队深入工业第一线,积极与企业合作,推进工程化应用,先后实现了在我国化纤、核电站、军工及“一带一路”工程等不锈钢设备防腐蚀中规模化应用,特别是解决了文昌卫星发射基地、马尔代夫“中马友谊大桥”及滨海核电厂不锈钢在严酷海洋环境的严重腐蚀难题,为国家重大工程建设做出积极贡献,同时取得数亿元的经济效益和显著的社会、国防效益。

  电解电容用铝箔作为国家电子基础材料在工业领域应用非常广泛,然而,其高端产品的相关技术长期受到国外技术垄断。为了解决这一难题,林昌健带领课题组通过与广东肇庆华锋电子铝箔股份有限公司长期密切合作,攻克重重技术难关,首次成功研发铝箔“纳米布孔/异形波变频腐蚀”技术,显著提升了电解电容用腐蚀箔比容的技术指标,达到国际先进水平,并已实现多条生产线的大规模应用,累计为企业创造约20亿元的经济效益,同时还实现了腐蚀箔的节能、环保、绿色制造,社会效益显著,推进该公司于2016年9月成功主板上市。

  林昌健课题组与中国人民解放军总医院等单位开展长期合作,首次发展电化学方法构建超疏水医用材料表面及纳米药物控释技术,研制成功兼具抑菌和抗菌双重性能的医用内固定物,为开放骨折一期内固定保肢治疗提供了新的治疗方法。该项目成果由北京301医院团队主持在军内外1000余家单位推广,受益患者50余万人,取得了良好效果。尤其在汶川、玉树、雅安等地震灾害救援中得到广泛应用,对提高严重(战)创伤救治整体水平、提高部队战斗力具有重大意义。该成果已获2016年国家科技进步一等奖(厦门大学排名第二完成单位)。

  谈到人类医学的发展,有人形容其犹如一辆高速列车正全速前进,而生物医学恰恰是跑在最前面的“火车头”。作为新材料研究领域的专家,林昌健表示,生物医用材料作为一种应用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的材料,其相关产品的发展将成为21世纪世界经济的增长热点。相比国外发达国家在生物医用材料领域投入大量财力物力,我国高端生物医用材料的发展依然显得被动,一直大量依赖进口,生物医用材料的自主创新和产业化迫在眉睫。

  林昌健课题组全力与北京纳通医疗集团密切合作,10余年来积极面向市场需求及企业产品技术问题,关注国内外相关领域研究热点,持续研发具有自主知识产权的相关技术,建立具有原始创新与技术转化能力的校企研发平台,发挥高校和企业各自优势,推出一批纳通品牌产品和技术,大力推进了创新成果的转化及工业化应用,为我国生物医用材料的自主研发和产业化开辟了新的道路,取得显著成效。通过创新电化学制造技术,实现纳-微米结构有序生物材料表面的可控制备,形成系列具有自主知识产权的先进技术和产品;实现了骨柄表面CaP涂层工艺研发、医用金属表面HA涂层工艺、骨钉骨板性能优化及抑菌技术、抗菌涂层工艺等技术创新和产业化应用,显著提升了医疗产品的综合性能,部分成果已应用于临床,经济和社会效益显著。

  众所周知,科研成果如不能转化为实际应用则是极大的浪费,产业化是所有创新科研成果的落脚点,但科研成果转化需要经历艰难的探索。长期以来,林昌健善于瞄准国际前沿和国家需求,理论联系实际,致力于践行创新驱动发展的国家战略,通过高度整合产学研优势、多方积极性及合作模式,使大部分科研成果能够在短时间内成功转化成生产力,实现社会效益和经济效益的最大化,无疑在当今的创新创业时代为科研工作者和企业的融合树立了可以效仿的榜样。

  科研硕果累累 匠心缔造未来

  多年执着科研创新,换来了累累硕果。林昌健至今已主持/完成50余项国家级和省部级科研课题,在EES、Adv.Mater.、 JACS、JMCA、Nano Lett.、CorrSci、EA等国内外刊物发表学术论文500余篇,已获授权发明专利60余项,获得国家科技进步一等奖、教育部、福建省军队科技奖及国内外学术机构荣誉25项,培养博士生和硕士生130多名。仅近两年时间里,林昌健教授便先后获得中国产学研合作促进会中国产学研合作创新奖、福建省优秀科技工作者称号、中国化学会先进工作者称号,被Web of Science评为2018年全球论文高被引科学家,并当选中国腐蚀与防护学会首届会士、欧洲联盟科学院院士及国际先进材料联合会会士;他带领的团队还荣获2019年中国腐蚀与防护学会40年贡献奖“优秀科技团队”称号。

  常言道:“生命轮回,草木枯荣”,林昌健的科技创新驱动发展追梦路还远远未完,中国的电化学发展和新材料研究同样还有很多未解之题,作为推动电化学及相关学科产学研融合路上一位笃定的践行者,他怀揣报效祖国的情怀,以匠心筑未来,向着远大目标,继续砥砺奋进,书写人生。

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