今天(5月4日)是五四青年节。今年,湖北分别有1人1集体获“中国青年五四奖章”,其中华中科技大学数字化材料成形与装备团队获得集体奖,该团队共有65人,青年人才占比超过八成,是世界领先的材料成形数字化技术研发队伍,让我们走进他们的科研故事。

历时6年攻关 攻克关键智能技术
碳纤维复合材料广泛应用于汽车、电子产品等领域,但由于这种材料内部结构复杂,传统的光纤传感器材质较硬,难以穿透监测,信号不稳定导致监测精度严重不足。华中科技大学数字化材料成形与装备团队成员之一的周何乐子就带着成员们另辟蹊径,研发出薄膜柔性传感器,这个历时六年才获得成功成果,解决了碳纤维复合材料成形过程中,难以检测内部状态的世界性难题。

周何乐子告诉记者,目前,国外的传感技术以光纤为主,信号经常会发生断联,测量的精度有限,团队从源头上进行了创新,用别人没用过的传感技术,让生产出的产品质量更好,次品率更低。
不断试错、不怕试错 硬骨头也要啃!
成形仿真创新产品的诞生过程,可谓一波三折,单是复合材料成形仿真软件的数学模型,前后就改了数百次,每次修改,都意味着大量的代码重构和产线上的实验验证。而坚持下来的动力,则来自对国家所需的责任和团队对试错成本的充分包容。
团队内负责软件开发的博士生丁浚纯告诉记者,几个月的时间里,产品生产的现场没少去,仿真代码没少写,但数百次的计算测试,所有的结果竟然出人意料的不一致。好在每次汇报时,团队老师都会鼓励他说:“经历多次失败的研究,往往更接近成功。”这让他坚定决心继续尝试下去,两个月后,终于看到了相互吻合的计算结果与实验数据。

“如果我们做的是预研性的工作,老师会给我们留出更多的时间,也给我们提供更多验证的资源。”丁浚纯说,课题组提供了充足的空间和时间,允许大家去试错,这也让周何乐子和其他团队成员充满了信心。
“我们不会因畏难而不做,学生啃了硬骨头,他的能力也会提高很多。对于整个团队而言,这是解决国家所需的关键问题,也是从‘0’到‘1’的突破。”
从“0”到“1” 三代人的青春接力
从“0”到“1”,从跟跑到领跑,“国家需要什么,我们就研究什么”,这种精神早在1985年就开始传承。当时团队创始人、中国工程院院士李德群毅然放弃高薪留美机会,响应导师号召回国,经过5年技术攻关,团队开发出国产成形模拟系列软件,堪称中国材料成形工艺优化设计的最强大脑。
此后,周华民等新一代团队成员攻克系列数字化成形技术难点,于2012年开始研制大容量锂离子电池系列装备,他们的成果“大容量锂离子电池精准制造核心技术与装备”于2023年获得国家科技进步二等奖,将我国锂电装备从产业链洼地提升至制高点,还反向出口美日德韩等国,他们用三代人的青春之力将我国数字化材料成形做到世界领先。

华中科技大学数字化材料成形与装备团队负责人周华民说,一路走来,尽管碰到过很多困难:实验条件欠缺、研究基础薄弱、老师们也有过动摇……但他们没有丝毫放弃的想法。“当时就用李德群院士做科研的事迹来鼓励大家,李老师当年带领我们做塑料成形仿真软件的时候,计算机很缺乏,一台计算机得几个人分时来用。没有条件,我们创造条件也要上!”

40年来,团队专注数字化材料成形研究,是世界领先的材料成形数字化技术研发队伍;研发的仿真工业软件在1000余家单位应用,解决国外软件禁售难题;提出“表面模型”概念,破解行业30多年建模瓶颈,被赞为“成形模拟史上的重要里程碑”。
团队还将重心放在培养新时代卓越材料人上,形成“学术带头人—青年学者—青年学子”的育人梯队,打造“青蓝相继”育人模式,团队目前发展到65人,35岁以下青年占比 81.5%。

接过中国青年五四奖章集体这份沉甸甸的荣誉,周华民说,这是国家对团队工作的认可,更是一种鞭策。从数字化走向智能化,任重而道远。团队将继续为培养堪当时代重任的接班人培土固基,让科研之花结出丰硕的果实。
(长江云新闻记者 汪佳睿 唐清辉 王宇 美编 蒋艳)
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