文／錢 云

　　一名科學(xué)家的內(nèi)心世界應(yīng)該是怎樣的？在哈爾濱工業(yè)大學(xué)鄭州研究院研究員曹文鑫看來(lái)，科學(xué)家應(yīng)該有兩顆“心”：一顆皓首窮經(jīng)，立志從微觀層面深入探究世界原理的基礎(chǔ)科研之心；一顆將科研理論轉(zhuǎn)化為有形產(chǎn)能的實(shí)踐之心。

　　多年來(lái)，曹文鑫堅(jiān)持從事高導(dǎo)熱復(fù)合材料、航空透明件再制造的相關(guān)研究，現(xiàn)任哈爾濱工業(yè)大學(xué)鄭州研究院紅外薄膜與晶體研究所副所長(zhǎng)，并在該領(lǐng)域取得了一系列重要成果。與此同時(shí)，他還致力于將學(xué)術(shù)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行凝練，傳授給學(xué)生，為國(guó)家源源不斷地培養(yǎng)新一代科研人才。無(wú)論是科研還是教學(xué)，他所追求的唯有四個(gè)字—— 科研報(bào)國(guó)。

　　科研筑夢(mèng)

　　于曹文鑫而言，若將科研視為一片浩瀚星空，那這片星空間必然存在眾多報(bào)國(guó)之門，而他選擇的那扇門為高導(dǎo)熱復(fù)合材料，以及航空透明件再制造。

　　近年來(lái)，電子元器件向著高功率化的方向迅猛發(fā)展，推動(dòng)了航空、汽車、醫(yī)療、家用電器等各行各業(yè)的繁榮。然而，熱流密度的增大也成為電子元器件“熱死機(jī)”的重要導(dǎo)火索，嚴(yán)重影響裝備的正常使用，開(kāi)發(fā)高導(dǎo)熱熱管理材料是目前電子封裝行業(yè)材料領(lǐng)域最迫切的需求。

　　材料領(lǐng)域的難題遠(yuǎn)不止一項(xiàng)，除導(dǎo)熱復(fù)合材料外，透明件也成為多年來(lái)材料領(lǐng)域亟待解決的重要難題。具體到飛行器領(lǐng)域，若透明件在服役過(guò)程中受損，將會(huì)造成其結(jié)構(gòu)和功能的雙重破壞。因此，能否實(shí)現(xiàn)快速再制造，將直接影響裝備的戰(zhàn)斗力。

　　這些“卡脖子”問(wèn)題威脅著設(shè)備當(dāng)下的使用安全，也桎梏著諸多產(chǎn)業(yè)在未來(lái)的發(fā)展。

　　曹文鑫站在產(chǎn)研上游，結(jié)合世界前沿科技，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了金剛石熱管理材料、航空透明件再制造研究。曹文鑫解釋道，金剛石及金屬基復(fù)合材料在散熱效果及輕量化方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，但目前其性能與理論存在差距，并且異構(gòu)成型一直是困擾行業(yè)發(fā)展的世界性難題。

　　針對(duì)這一難題，曹文鑫率先開(kāi)展了金剛石增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備研究，初步解決了金剛石金屬基復(fù)合材料高精度異構(gòu)加工難題，以第一作者 通訊身份在ACS Nano、Advanced Functional Materials、Additive Manufacturing、Chemical Engineering Journal、Journal of Colloid and InterfaceScience、ACS Applied Materials & Interfaces、Small、Ceramics International 等國(guó)際著名期刊發(fā)文30 余篇，授權(quán)專利30 余項(xiàng)，為我國(guó)電子器件高熱流密度散熱提供重要保障。相關(guān)成果加速了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

　　此外，金剛石在導(dǎo)熱復(fù)合材料中的有效應(yīng)用一直是行業(yè)難點(diǎn)。基于此，曹文鑫開(kāi)展了以金剛石為導(dǎo)熱體，金剛石熱界面復(fù)合材料的研究。通過(guò)材料體系設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了多尺度導(dǎo)熱通路構(gòu)建，突破了高分子本征熱導(dǎo)率低的限制，打破傳統(tǒng)材料高熱導(dǎo)低填量不能協(xié)同實(shí)現(xiàn)的科學(xué)矛盾。

　　值得一提的是，該研究成果的系列性導(dǎo)熱墊、導(dǎo)熱膜成果在華為、中國(guó)電科27 所、中國(guó)電科20 所、中國(guó)電科55 所多產(chǎn)品中試用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

　　面向航空透明件方向，曹文鑫從航空透明件受損評(píng)判－檢測(cè)－維修－自修復(fù)全套維修技術(shù)角度開(kāi)展研究，實(shí)現(xiàn)了透明件原品質(zhì)“機(jī)構(gòu)+ 功能”一體化修復(fù)，推進(jìn)飛行器透明件維修戰(zhàn)場(chǎng)搶修的重大技術(shù)變革。

　　相關(guān)技術(shù)成熟可靠，成功應(yīng)用于多型號(hào)飛行器透明件維修，填補(bǔ)了我國(guó)該領(lǐng)域空白，助力我國(guó)躋身世界一流航空飛行器維修技術(shù)行列。

　　曹文鑫深知，科研是報(bào)國(guó)的基礎(chǔ)，產(chǎn)業(yè)落地是報(bào)國(guó)的途徑。為將產(chǎn)研結(jié)合，他依托河南金剛石超硬材料產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)成立了河南碳真芯材科技有限公司。堅(jiān)持“創(chuàng)新破局”的研發(fā)理念，以金剛石電學(xué)、熱學(xué)功能化研究為特色，推動(dòng)超硬材料從結(jié)構(gòu)性應(yīng)用向功能性應(yīng)用轉(zhuǎn)變。

　　以公司為平臺(tái)，他推出了以單晶金剛石（200W/mK）、多晶金剛石（1200W/mK）、金剛石銅（800W/mK）、金剛石鋁（500W/mK）、金剛石樹(shù)脂熱界面材料（12W/mK）、超?。?00μm）隔熱氣凝膠為代表的熱導(dǎo)率從0.01 到10 到1000 到2000 的系列性熱管理材料。目前公司估值6 億元并完成天使輪融資，已為華為、英特爾、戴爾、航天科技、中國(guó)電科等多家國(guó)內(nèi)外主板上市標(biāo)志性客戶累計(jì)批量供貨，獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益，預(yù)計(jì)2025 年產(chǎn)值將超千萬(wàn)。

　　傳承火種一名追求卓越、以科研報(bào)國(guó)為奮斗目標(biāo)的科研學(xué)者，往往不滿足于眼下的成績(jī)，而是擅長(zhǎng)著眼未來(lái)，以更長(zhǎng)遠(yuǎn)的目光為國(guó)家儲(chǔ)備更多科研人才。

　　因此，盡管近三年來(lái)，曹文鑫前后主持了國(guó)家自然科學(xué)基金、省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、博士后科學(xué)基金特別資助和各類國(guó)防軍工類項(xiàng)目30 余項(xiàng)，并獲得了包含國(guó)防科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等在內(nèi)的諸多獎(jiǎng)項(xiàng)，但科研光環(huán)遍身的他，依舊十分注重對(duì)學(xué)生科研能力的培養(yǎng)。

　　他以實(shí)踐、創(chuàng)新、就業(yè)、創(chuàng)業(yè)等綜合能力為教育重點(diǎn)，注重培養(yǎng)理論創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)實(shí)踐能力兼具的學(xué)生。以產(chǎn)教融合的教育理念為指導(dǎo)，開(kāi)展了黑龍江省高等教育教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目“航空航天特色高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才校企協(xié)同培養(yǎng)研究”，力爭(zhēng)探索出科學(xué)研究和企業(yè)參與的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育新模式。

　　在具體教學(xué)實(shí)踐中，他曾作為第一指導(dǎo)教師，指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)完成了以《熱界突破——金剛石銅超級(jí)導(dǎo)熱導(dǎo)熱電子封裝材料》為主題的項(xiàng)目，展現(xiàn)產(chǎn)教融合，斬獲了第九屆“互聯(lián)網(wǎng)+”全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)銀獎(jiǎng)及黑龍江省金獎(jiǎng)。

　　多年的教學(xué)生涯，他培養(yǎng)出眾多創(chuàng)新能力優(yōu)異的人才。曾指導(dǎo)本科生參與第十八屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽并獲銀獎(jiǎng)，也曾指導(dǎo)博士獲得了2023 年“龍城英才計(jì)劃”東北邀請(qǐng)賽哈爾濱站一等獎(jiǎng)。

　　“纖纖不絕林薄成，涓涓不止江河生”。曹文鑫深知，無(wú)論是當(dāng)下還是未來(lái)，科研領(lǐng)域都不乏各種“卡脖子”難題。而這些難題的突破，需要一代又一代科研人員前仆后繼地探索。而他，愿意落點(diǎn)于當(dāng)下，著眼于未來(lái)，窮盡畢生精力，探尋納米復(fù)合材料領(lǐng)域難題的破解之法。與此同時(shí)，他將繼續(xù)探索并嘗試更多教育之法，以培養(yǎng)出一批又一批熱愛(ài)科研、創(chuàng)新能力優(yōu)異的人才，與更多人一同書寫科研報(bào)國(guó)的故事。

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