中南在线5月11日消息(记者 周黎 大通社记者 陈亦菲 报道)近日,武昌理工学院一支大学生创业团队在高性能石墨材料领域取得重要突破。他们自主研发的新型制备工艺,可显著提升膨化蠕虫石墨的生产效率与环保性能,相关技术已申请国家发明专利并获受理。

高端特种石墨材料是新能源、航空航天、电子信息等战略性产业的关键基础材料,我国特种石墨产品进口依赖度长期高达85%,是典型的“卡脖子”领域。团队负责人孙李胜从小在石墨产业集中区长大,身边很多长辈、邻居都在从事石墨相关工作。“我亲眼见过大家辛苦加工出来的石墨原料,因为技术不够,只能低价卖出,高端产品却要花大价钱从国外进口。”这段经历让他从小就埋下了一个念头:一定要让我们自己的石墨产业变强。在一次行业交流中,他再次真切感受到国产高端特种石墨材料的巨大缺口,回来后便下定决心要做出改变。
瞄准行业瓶颈,确立绿色技术路线
项目启动前,团队深入石墨生产企业及一线开展大量实地调研,发现传统工艺普遍存在插层效率低、能耗成本高、酸性废水处理压力大等突出问题,严重制约行业绿色高效发展。针对这些瓶颈,团队确立了“低温可控插层+绿色环保”的技术路线,以微波辅助替代传统长时间反应,用绿色插层剂取代强酸,并通过精准调控温度、时间与浓度的协同关系,在提升生产效率的同时实现低碳环保,为行业转型升级提供了高效可行的方案。

百次实验破困局,失败中找准方向
核心技术的攻坚并非一帆风顺。起初,团队一直沿用传统强酸体系,但效果差、污染大。在一次实验失败后,团队复盘时发现“温度与插层剂配比”才是核心变量。那次失败让团队果断放弃了传统配方,改用低温加绿色插层剂的方案,再配合微波辅助技术,效率直接提升数倍,性能也稳定达标。“可以说,那次失败帮我们彻底走对了方向。”孙李胜回忆道。
为攻克核心技术参数难题,团队先后开展了上百次实验。光是插层剂的配比,就反复尝试了27种组合。每一次失败后,孙李胜都会连夜组织团队复盘,对着实验图谱逐帧分析温度、酸液配比、反应时间的细微偏差。为了验证一套低温催化的优化思路,他和核心技术成员连续3天守在设备旁,每10分钟记录一次核心数据,反复调试温控模块与原料投放节奏。“那段时间压力很大,也有过想放弃的念头。”孙李胜说。但想到行业的困境,想到团队成员的付出,他还是选择咬牙坚持。从最初将插层时间缩短至1小时却能耗居高不下,到逐步摸索出“低温催化+循环酸液”的组合方式,团队最终将插层时间稳定在15—30分钟,较传统工艺2至4小时的反应耗时大幅缩短超75%,处于行业先进水平。

兼顾环保与性能,实现多维度优化
项目通过精准调控温度、功率与浓度保障插层均匀性,用多级纯化维持产品纯度,借助闭环回收系统实现环保与成本优化,真正达成了速度更快、纯度更高、性能更稳定的研发目标。最难的是“绿色化与高性能兼顾”。孙李胜坦言,“想快就容易不均匀,想环保就容易纯度不够,想低成本就容易性能不达标。”团队花了最多时间在配方优化、参数调试、工艺稳定上,反复上百次实验,才把效率、环保、纯度、成本四者同时做到最优。最终,该工艺实现能耗降低50%以上、废水排放减少60%、酸液循环利用率达85%。
假期里的科研坚守,校园中的成长支撑
团队的核心研发多在寒暑假进行。当别的同学在休闲放松时,孙李胜和团队成员正守在实验设备旁,一待就是一整天。“不懂就去问、去查、去试,一遍不行就再来一遍。”这是孙李胜最常对自己说的话。
学校也为团队发展提供了坚实的创新创业支撑。武昌理工学院建有3000余平方米创业实践基地,获评湖北大学生创业示范基地与省级创新创业学院。团队依托学院孵化平台,获得了办公场地、实验设备等硬件保障。学校通过“专创融合、科创融合、产创融合”培育机制,为团队提供技术研发与项目运营的全方位指导。孙李胜表示:“学校给我们提供了试错和成长的空间,让我们能安心做研发。”

成果落地,对接产业一线
目前,团队已主动对接行业企业寻求成果落地,与青岛金涛石墨有限公司、湖北景焕新材料科技有限公司等达成合作意向。不久前,团队专程前往湖北景焕新材料走访调研,实地了解企业生产流程与产业前沿需求,双方围绕技术优化、成果转化等内容达成初步共识。“实验室里的技术不能只停留在纸上,必须走进产业一线,真正帮企业解决实际问题。”
对于未来,孙李胜目标明确:力争一年内实现技术稳定量产,两年内推动产品正式进入市场。他计划毕业后继续深耕这一领域,走产业化、创业化发展道路,让科研成果走出实验室、真正服务产业发展。(完)