“真正的材料人,要把实验室的星光,锻造成国家所需的有用之材。”这是材料科学与工程学院沈晓冬教授的座右铭,也是他三十载坚守材料强国、践行科技报国的真实写照。从水泥厂车间的工程师,到破解“卡脖子”技术的专家,再到培育时代栋梁的教师,这位“2025江苏教师年度人物”始终以“务实、正直、创新、稳健”为底色,在材料强国与教育兴邦的征程上,书写着属于“南工大人”的担当与荣光。
从车间到实验室:工程师的初心,点燃科研报国火种
1991年,当沈晓冬放下水泥厂车间里画满标注的生产图纸,背着一摞写满产业痛点的笔记重返南京化工学院(现南京工业大学)攻读博士时,他的心中早已埋下一颗“科研为民”的种子。“水泥制备能耗太高”“熟料品质怎么提升”“碳排放能不能降”……这些来自生产一线的追问,在博士生导师、中国工程院院士唐明述的实验室里,逐渐有了破解的方向。
“搞材料科学必须得保持匠心。”唐明述院士的这句话,成了沈晓冬科研路上的“指南针”。彼时,我国水泥工业正面临资源消耗大、能源成本高、环境负荷重的瓶颈,降低水泥生产“烧、磨”两环节的能耗与碳排放,不仅是行业亟待解决的难题,更是国家节能减排战略的重要任务。带着工程师的务实精神与科学家的前瞻视野,沈晓冬一头扎进高胶凝性熟料组成与结构、提高水泥性能的研究中,带着成果从海南到东北走遍国内水泥厂,开展优化熟料烧成工艺、提高水泥质量的技术服务。
无数个深夜的实验室里,烧杯与试管的碰撞声成了最常听到的“伴奏”;无数次反复的试验中,失败与调整成了最熟悉的“日常”。功夫不负有心人,2008年,沈晓冬担任国家“973”计划水泥项目首席科学家,带领团队在低碳水泥关键技术领域取得重大突破,一举攻克了中国水泥工业可持续发展的核心瓶颈。这份坚守与突破,让他在2009年入选“国家百千万人才工程”国家级人才,成果获国家科技进步奖二等奖、教育部技术发明二等奖、江苏省科学技术进步一等奖、中国建材联合会科技进步基础研究类一等奖、技术发明一等奖等多项重量级奖项——每一份荣誉的背后,都是他用工程师的初心,为国家建材行业绿色发展铺就的坚实道路。
从跟跑到领跑:科学家的担当,破解“卡脖子”技术难题
“新能源汽车电池热失控,5分钟内必须不起火不爆炸!”2020年5月,工信部发布的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》,给整个新能源行业出了一道“生死考题”。彼时,连续发生的深圳、上海、北京电动汽车自燃事故,让动力电池安全成为国家关注的焦点;而宁德时代提出的“1025产品”需求——耐1000℃高温、导热系数<0.025W/m·K,更是让行业犯了难:既要突破氧化硅气凝胶650℃高温极限,又要大幅提高隔热性能,这两大难题不仅国内技术尚无先例,国际上也无同类产品可借鉴。
“国家需要,我们就必须上!”作为我国气凝胶材料研究的先行者、中国气凝胶材料分会创会会长,沈晓冬没有丝毫犹豫,毅然接下了这个“不可能完成的任务”。接下来的3个月里,他带领研发团队“泡”在实验室与生产车间,白天反复调试方案,熬夜分析数据,饿了啃口面包,困了就在行军床上眯一会儿。当别人问他“这么拼值得吗”,他总说:“材料是国家科技的‘筋骨’,我们多快一步,国家的安全就多一份保障。”
2020年7月,全球首创的“1025气凝胶产品”如期问世——这款能在电池包内部长时间耐受1000℃、短时间耐受1300℃高温的“防火墙”,不仅攻克了耐高温气凝胶网络结构调控与低成本制备的关键技术,更独创陶瓷纤维三维网络增强工艺,为新能源汽车电池安全筑起了一道“生命防线”。此后,沈晓冬团队乘胜追击,打破美国、德国的专利封锁,建立起气凝胶材料完全自主的知识产权体系(授权核心专利50余件),发起召开气凝胶材料国际学术会议、制定国家行业标准、创建中国气凝胶材料行业协会,从无到有推动建立了中国气凝胶材料产业体系,实现了从“跟跑”到“并跑”,再到“领跑”的跨越。相关政策建议被《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》采纳,推动气凝胶等新型材料研发应用。
沈晓冬坚持做“顶天立地”的研究,努力将科研攻关与创新创业深度融合。如今,他所带领的团队通过专利转化成立的江苏珈云新材料有限公司,已在宿迁、徐州建成生产基地,总产能接近3万立方米/年,产值达3亿至5亿元,产品被宁德时代、比亚迪、阳光电源、美国FLUENCE、欧洲圣戈班等全球龙头企业采用。这份“把论文写在祖国大地上”的担当,让他先后获评“国家建材行业十大科技突破领军人物”“中国绝热材料行业改革开放四十周年改革先锋”和“江苏省第二届十大杰出专利发明人”等称号,更登上央视《栋梁之材》栏目,成为科技自立自强的生动典范。
从讲台到心田:教育家的情怀,培育材料领域“接棒人”
“培养学生关键有两点:激发内生动力,提高知识水平。”在沈晓冬的教育理念里,“科研”与“育人”从来不是两条平行线——实验室是育人的阵地,讲台是科研的延伸。他始终践行“四有”创新育人理念,在担任材料科学与工程学院院长期间,牵头构建了“本科有创新意识—硕士有创新能力—博士有创新突破—教师有创新成果”的产学研用协同育人模式,让“国家重大需求”成为学生成长的“导航标”。
“材料是凝固的历史,每一个分子式背后,都藏着国家发展的密码。”在课堂上,沈晓冬总爱把科研案例搬进教材,把产业痛点融入教案。他领衔的无机非金属材料工程专业,不仅入选首批国家一流本科专业、教育部卓越工程师培养计划,更成为全国同专业中第一个通过中国工程教育认证的专业;他带领团队拿下的江苏省教学成果特等奖,参与的项目获国家级教学成果一等奖,每一个奖项都凝结着他对“新工科教育”的深度思考。
“做学生为人为事为学的大先生”是沈晓冬对自己的要求。任教数十年里,他共培养149名毕业研究生(其中博士58名),3名学生的论文获评“江苏省优秀博士论文”,2名本科生的论文获评“江苏省优秀本科论文”。如今,他的学生早已成为材料领域的“中坚力量”:崔升教授接任材料科学与工程学院院长,获评江苏省教学名师;伊希斌教授任山东省技术创新中心副主任,带领气凝胶材料创新团队扎根齐鲁大地;赵相玉教授成为国家优秀青年基金获得者;吴晓栋副教授斩获江苏省五一劳动奖章;刘斌成长为中联资产评估集团有限公司副总裁兼技术总监……“看到他们能为国家做贡献,比我自己拿奖还开心。”谈及学生,沈晓冬的眼中满是欣慰。
六十载人生,三十载耕教。从车间主任到国家“973”首席科学家,从普通教师到江苏省模范教师,沈晓冬用行动诠释了“砼心精神”的内涵——如混凝土般坚韧,如材料般务实,更如星光般照亮他人。在唐明述院士“为材料科学跻身世界科技强国奋斗终身”的谆谆教诲下,他始终坚守“教育报国、科技强国”的初心,既做破解“卡脖子”技术的“攻坚者”,也做培育时代栋梁的“引路人”。
如今,沈晓冬依旧每天深耕在科研和产业一线,他说:“材料科学的探索没有终点,育人的使命永远在路上。”这位材料强国路上的“双带头人”,正以自己的“砼心”与坚守,在教育科研的星河中,继续闪耀着属于“年度教师”的光芒。
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