科技日?qǐng)?bào)記者 李麗云 通訊員 成方哲 陳美晶

2021年12月底，2021年度黑龍江省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)審結(jié)果揭曉，哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院遲慶國(guó)教授作為第一完成人申報(bào)的項(xiàng)目成果“聚合物基復(fù)合絕緣介質(zhì)構(gòu)筑與介電儲(chǔ)能特性調(diào)控機(jī)理”榮獲黑龍江省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)（自然科學(xué)類(lèi)）一等獎(jiǎng)。

這個(gè)一等獎(jiǎng)的背后是遲慶國(guó)教授和7名核心科研人員的“十一年磨一劍”，扎根龍江，潛心鉆研。從2010年開(kāi)始，遲慶國(guó)就開(kāi)始致力于解決高端絕緣材料關(guān)鍵難題，雖失敗無(wú)數(shù)次但從不言放棄。團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)研究了聚合物絕緣介質(zhì)高儲(chǔ)能密度改善方法與機(jī)理，推進(jìn)高壓電力電容器用絕緣介質(zhì)的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，解決了以犧牲絕緣介質(zhì)擊穿強(qiáng)度為代價(jià)獲得高極化特性的瓶頸問(wèn)題，為電氣絕緣行業(yè)發(fā)展和龍江經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出突出貢獻(xiàn)。

追夢(mèng)  

11年來(lái)，哈爾濱理工大學(xué)納米樓205實(shí)驗(yàn)室，無(wú)論寒暑總是燈火通明，這是遲慶國(guó)教授追逐夢(mèng)想的地方；持續(xù)運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，潛心研發(fā)的忙碌身影，精心籌建的科研團(tuán)隊(duì)，這是他堅(jiān)守信念的事業(yè)。由他研發(fā)的柔性電介質(zhì)薄膜是應(yīng)用在大型輸電設(shè)備上的絕緣材料，也是新能源汽車(chē)逆變器中電容器的重要組成部分。相關(guān)研究成果提升了我國(guó)電介質(zhì)絕緣材料高端制備技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)了高性能電工絕緣材料的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。

十多年前，山東籍的遲慶國(guó)畢業(yè)后，致力于高電壓與絕緣技術(shù)研究。當(dāng)時(shí)高端的絕緣介質(zhì)，以直流輸電中的換流站電容器應(yīng)用為例，國(guó)內(nèi)基本都是從國(guó)外進(jìn)口，即便進(jìn)口，國(guó)外也未必賣(mài)，是典型的關(guān)鍵難題。當(dāng)時(shí)哈爾濱理工大學(xué)設(shè)有這個(gè)國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，下定決心，誓要解決高端絕緣材料關(guān)鍵難題的遲慶國(guó)放棄了很多南方企業(yè)的高薪邀請(qǐng)，毅然選擇留在哈爾濱，他將高儲(chǔ)能密度柔性聚合物復(fù)合介質(zhì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化領(lǐng)域作為最初的科研突破口。

雄心壯志固然澎湃，但在最初開(kāi)展科研的時(shí)候還是被澆了一盆冷水。絕緣介質(zhì)薄膜的成型制備從一開(kāi)始就是一個(gè)困擾實(shí)驗(yàn)進(jìn)程的重要因素，由于沒(méi)有現(xiàn)成的文獻(xiàn)參考，也沒(méi)有相關(guān)團(tuán)隊(duì)的經(jīng)驗(yàn)可以獲取，只能自己一點(diǎn)點(diǎn)地去探索。薄膜制備嘗試了一年，也持續(xù)失敗了一年，遲慶國(guó)跟這款薄膜較上了勁兒。膜碎了，就添加原材料重新再來(lái)；沒(méi)有現(xiàn)成的文獻(xiàn)可參考，就扎進(jìn)圖書(shū)館找資料。手磨出了繭子，實(shí)驗(yàn)器材磨掉了漆，經(jīng)過(guò)兩年多上萬(wàn)次的努力，這款薄膜終于“磨”成了型。然而，還沒(méi)來(lái)得及高興，性能不達(dá)標(biāo)的新問(wèn)題又出現(xiàn)了，只能一切推翻重頭再來(lái)。

常年在高溫高壓的環(huán)境下工作，遲慶國(guó)已經(jīng)記不清自己被燙傷過(guò)多少回，總是忙碌得顧不上家人，家人抱怨說(shuō)實(shí)驗(yàn)室才是他的“家”。       

逐夢(mèng)

高電壓與絕緣技術(shù)是國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，電介質(zhì)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是高水平科研平臺(tái)，在哈爾濱理工大學(xué)電氣學(xué)院走廊兩側(cè)懸掛著學(xué)生熟悉又崇敬的教授簡(jiǎn)介，他們中有根植電氣裝備制造領(lǐng)域的學(xué)術(shù)泰斗，也有中青年科技骨干，他們是鍛造“大國(guó)重器”的開(kāi)拓者和傳承人，使得電氣專(zhuān)業(yè)成為優(yōu)勢(shì)特色學(xué)科，電氣學(xué)院也在全國(guó)享有美名。哈爾濱理工大學(xué)也因此被譽(yù)為“現(xiàn)代工程師的搖籃”和電線電纜行業(yè)的“黃埔軍校”。

遲慶國(guó)教授作為高電壓與絕緣技術(shù)省級(jí)領(lǐng)軍人才梯隊(duì)后備帶頭人，在夜以繼日的科研探索中深深領(lǐng)悟到，科學(xué)研究的“單打獨(dú)斗”難以取得重大科研成果，籌建一支科研素質(zhì)優(yōu)良、本領(lǐng)過(guò)硬的科研團(tuán)隊(duì)勢(shì)在必行。2017年，他爭(zhēng)取資源創(chuàng)造條件，帶領(lǐng)優(yōu)秀青年教師，傾心創(chuàng)建了電介質(zhì)儲(chǔ)能與導(dǎo)熱科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)至今已先后承擔(dān)15項(xiàng)國(guó)家級(jí)課題，授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利20項(xiàng)，研究出國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的、具有優(yōu)異性能的儲(chǔ)能型介質(zhì)薄膜，在高端絕緣介質(zhì)的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中取得重要突破，在國(guó)際高端絕緣介質(zhì)領(lǐng)域占有了一席之地。

團(tuán)隊(duì)建設(shè)初期，遲慶國(guó)瞄準(zhǔn)了工程電介質(zhì)領(lǐng)域熱點(diǎn)課題并確立了第一個(gè)研究方向：高儲(chǔ)能密度柔性聚合物復(fù)合介質(zhì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化。隨后，通過(guò)調(diào)研分析前沿研究動(dòng)態(tài)與行業(yè)所需，并請(qǐng)學(xué)院和校內(nèi)外資深教授指路把脈，提出了第二個(gè)研究方向：高壓直流絕緣結(jié)構(gòu)電場(chǎng)分布調(diào)控技術(shù)。隨著團(tuán)隊(duì)研究的不斷深入和行業(yè)對(duì)智能絕緣材料的更多需求，確立了第三個(gè)研究方向：電力電子器件封裝絕緣材料。

筑夢(mèng)

“這個(gè)就是一個(gè)靜電紡絲，通過(guò)加電壓，把這個(gè)溶液噴出來(lái)，是實(shí)驗(yàn)室制備有機(jī)薄膜的一種方法。”盡管哈爾濱理工大學(xué)已經(jīng)放寒假，但遲慶國(guó)并沒(méi)有休息，他在指導(dǎo)學(xué)生制備柔性電介質(zhì)薄膜。這種薄膜是應(yīng)用在大型輸電設(shè)備上的絕緣材料，也是航空航天推進(jìn)系統(tǒng)中電容器的重要組成部分，目前該技術(shù)已處于國(guó)際先進(jìn)水平。然而過(guò)去，我國(guó)在電介質(zhì)絕緣材料領(lǐng)域，只能制造一些低端產(chǎn)品。

回憶起幾年來(lái)近十萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)成員張昌海副教授說(shuō)，在他們“彈盡糧絕”的時(shí)候，哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院在經(jīng)費(fèi)上給予團(tuán)隊(duì)很大的支持，相當(dāng)于開(kāi)了綠燈。得到資金支持后，“絕處逢生”的遲慶國(guó)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)反復(fù)打“磨”，在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到第五年的時(shí)候，柔性電介質(zhì)薄膜的性能終于穩(wěn)定下來(lái)，之后開(kāi)始向工程應(yīng)用上轉(zhuǎn)化。這期間，遲慶國(guó)的團(tuán)隊(duì)陸續(xù)得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目，黑龍江省自然科學(xué)基金團(tuán)隊(duì)、重點(diǎn)項(xiàng)目和中央財(cái)政支持地方高校人才培養(yǎng)計(jì)劃的支持，累計(jì)得到項(xiàng)目資金支持近千萬(wàn)元。

在反復(fù)論證、著眼細(xì)節(jié)的態(tài)度下，遲慶國(guó)逐步完善了軟硬件條件，終于在自己的科研領(lǐng)域展開(kāi)了拳腳。面向極端環(huán)境運(yùn)行下電氣設(shè)備對(duì)薄膜電容器性能的更高要求，團(tuán)隊(duì)在充分調(diào)研和大量研究基礎(chǔ)上，提出了基于多級(jí)界面協(xié)同設(shè)計(jì)優(yōu)化的聚合物高溫儲(chǔ)能性能提升方法，突破了兼具高絕緣與高導(dǎo)熱的復(fù)合絕緣介質(zhì)制備關(guān)鍵技術(shù)，率先建立了針對(duì)電容器薄膜材料的老化評(píng)估方法及壽命預(yù)測(cè)模型。

隨著團(tuán)隊(duì)日益成長(zhǎng)，一個(gè)個(gè)創(chuàng)新的解決方案將問(wèn)題迎刃而解。創(chuàng)新性的利用勢(shì)壘層優(yōu)化和紫外接枝技術(shù)，突破了高性能電容器絕緣介質(zhì)儲(chǔ)能密度低以及耐溫性差等技術(shù)瓶頸，開(kāi)發(fā)了滿(mǎn)足規(guī)模化制備技術(shù)要求的高性能絕緣體系。

針對(duì)高端絕緣材料受制于人的技術(shù)難點(diǎn)，遲慶國(guó)協(xié)同團(tuán)隊(duì)，系統(tǒng)研究了聚合物絕緣介質(zhì)高儲(chǔ)能密度改善方法與機(jī)理，推進(jìn)了高壓電力電容器用絕緣介質(zhì)的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。聚焦高性能絕緣介質(zhì)的基礎(chǔ)理論研究、技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化工作，所研發(fā)的新型智能絕緣材料具有綜合調(diào)控電場(chǎng)與溫度場(chǎng)的雙重功能，相關(guān)技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，為黑龍江省電氣裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供保障；在高端絕緣介質(zhì)的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中取得重要突破，解決了以犧牲絕緣介質(zhì)擊穿強(qiáng)度為代價(jià)獲得優(yōu)異非線性電導(dǎo)特性、高極化特性的瓶頸問(wèn)題，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)了利潤(rùn)增長(zhǎng)，為服務(wù)黑龍江經(jīng)濟(jì)做出突出貢獻(xiàn)。

突出的成果讓遲慶國(guó)團(tuán)隊(duì)名聲大噪，沿海某城市“國(guó)家雙一流A類(lèi)”高校電氣學(xué)院誠(chéng)摯地向遲慶國(guó)及其團(tuán)隊(duì)拋出橄欖枝，提供可觀的科研啟動(dòng)金以及優(yōu)質(zhì)的子女教育資源。在團(tuán)隊(duì)內(nèi)部討論會(huì)上，成員們表示確實(shí)動(dòng)過(guò)心，但想到更多的是學(xué)校和學(xué)院對(duì)團(tuán)隊(duì)的厚愛(ài)、學(xué)科對(duì)團(tuán)隊(duì)的重視、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)青年人的器重，割舍不下的是成員苦心搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以及團(tuán)隊(duì)剛剛在學(xué)科前沿領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新成果。在如何選擇這個(gè)問(wèn)題上，團(tuán)隊(duì)成員是“自私”的，他們都沒(méi)有將該邀請(qǐng)告訴自己的家人就做出了決定——留下來(lái)。因?yàn)檫@里有事業(yè)、有平臺(tái)、有感情，有老一輩對(duì)他們的傳承，激勵(lì)他們把事業(yè)做下去。

遲慶國(guó)說(shuō)：“人這一生，不同的階段，總要遇到一些困難和挫折，學(xué)習(xí)也好，工作也罷，又或者家庭事業(yè)，一帆風(fēng)順只會(huì)加快你成長(zhǎng)的速度，卻不會(huì)增加你人生的厚度，而人生的厚度才是一生最富有的財(cái)富。哈爾濱理工大學(xué)是我事業(yè)起步的地方，它也是我一輩子奮斗事業(yè)的地方。前幾天剛換了新身份證，新身份證的地址已經(jīng)完全是一個(gè)地地道道的黑龍江人了，作為一個(gè)新時(shí)代的龍江人，我們有信心，把高溫絕緣介質(zhì)國(guó)產(chǎn)化，有信心為龍江的科技振興，作出自己的一點(diǎn)貢獻(xiàn)。選擇了自己追夢(mèng)開(kāi)始的地方，扎根理工、建設(shè)龍江。”

（圖片由耿紅杰拍攝）

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