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吴志国科研团队:倾情纳米科技研究 献身纳米高效农业

来源:甘肃科技报|发布时间:2020-07-03

创新团队带头人简介

       吴志国,男,理学博士,金沙网络娱乐物理科学与技术学院副教授、硕导,兼任甘肃省科学院纳米应用技术研究室主任、特聘研究员,白银市实创高新产业研究院常务副院长、甘肃纳米金属材料产业研究院常务副院长、甘肃省材料学会发起人、副理事长,甘肃省材料热处理与表面工程学会副理事长,甘肃省九三学社省委委员,甘肃省榆中县政协常委,江苏省省级“双创”科技副总。主要从事金属及其化合物纳米粉体生产技术和设备的产业化推广、金属纳米粉体深层次应用研究(纳米高效农业、纳米润滑油、吸波隐身涂层、固体火箭推进剂及其他含能材料、抗菌衣物及涂料、高效纳米催化剂等)、先进真空等离子体设备研制、低温等离子体材料表面改性、新型功能纳米材料合成与应用等研究工作,同时注重基础研究和应用开发,并取得了较好的成绩。

吴志国(左)与团队成员就黄冠梨黄化问题进行交流

       在甘肃省科学院行政楼一楼,不论是节假日还是晚上十一二点,同事们经常会看到一位面带笑容、个子较高的身影仍出入于各实验室与研究生交流工作。

       他是一位纳米应用技术研究的专家。他和团队成员设计、制造的“MPNP系列”金属纳米粉体新材料工业化生产技术和设备成功实现了产业化推广;他和科研团队紧盯市场动态和纳米技术研究前沿,与航天科技集团、中科院兰州化物所、哈工大等国内军工、航天和相关科研院所展开了广泛合作,应用产品具有很好的市场前景,获得了良好的社会和经济效益。

       他就是甘肃省科学院金属纳米粉体应用创新团队带头人、纳米应用技术研究室主任吴志国。

 

01.扎根大西北   立志用纳米材料改变世界

      “科研的灵感,决不是坐等就可以等来的。如果说,科学上的发现有什么偶然机遇的话,那么这种‘偶然的机遇’只能给那些潜心科研,善于独立思考,具有锲而不舍精神的人,而不会给懒汉。”吴志国总是这样对他的团队成员说。

       1978年6月14日出生的吴志国是新疆昌吉人,他从小就对各种自然现象有着浓厚的兴趣。看别人摆弄那些奇奇怪怪的瓶瓶罐罐和各种机械,觉得神秘、新奇而又有趣。高中毕业后,对于物理与化学具有浓厚兴趣的吴志国选择了国内物理专业顶尖的金沙网络娱乐,师从纳米材料顶尖专家闫鹏勋教授,开始接触到了传说中的“纳米材料”。

       在闫鹏勋教授的悉心教诲下,他在纳米科技领域如鱼得水,取得了一个又一个的优异成果。近年来,他主持完成国家自然科学基金1项,教育部项目2项,省财政项目2项,国家重点实验室开放基金1项,地方科技计划3项,其他企业委托横向研发及产业化项目8项;主要参与完成国家自然科学基金项目5项,甘肃省重大攻关项目2项,甘肃省(重点)自然科学基金2项。

       采访中,吴志国不无感慨地说:“那个时候国际上还没有很好的技术能够实现高质量金属纳米粉体的工业化生产,在全球范围内根本无法实现产业化,急需能够实现更大产能的技术加速产业化进程。在我的导师闫鹏勋的带领下,我们坚定地开始自主创新,开发工业化制备金属纳米粉体的技术和设备。在这条道路上,我们一走就是20年。”

 

02.立足纳米科技   充分发挥团队科研合力

       “科研没有平坦的大道,真理的长河中充满礁石险滩。只有不畏攀登的采药者,不怕巨浪的弄潮儿,才能登上高峰采得仙草,深入水底觅得骊珠。”吴志国对记者说。

       2015年,吴志国博士被甘肃省科学院聘为纳米应用技术研究室主任,成了省科学院的一名特聘研究员。任职文件刚一到手,他就立马投入工作,积极调研,了解市场,并组建了甘肃省科学院金属纳米粉体应用创新团队。

       “目前,我们金属纳米粉体创新团队有成员16人,其中高级职称5人,中级职称3人,初级职称4人,硕士研究生1人,其他成员2人,外聘专家1人。5位核心成员研究方向与金属纳米粉体紧密相关,共同致力于金属纳米粉体在各研究领域的应用产品开发、市场开拓,积极对接民间资本,进一步探索 ‘产资研’的发展模式。”吴志国介绍说。

       刚开始,由于设备短缺、经费紧张,吴志国和他的科研团队成员只能用有限的经费自主研发设备做研究。但也是因为各类科研条件的不成熟,反而激发了吴志国科研团队的创新热情。多年来,吴志国和他的科研人员几乎放弃了节假日的休息时间。他们废寝忘食,披星载月,查阅了大量资料,最终分析了解了各种制备方法和设备的优缺点,也为他们自主开发全新的工业化制备技术和设备奠定了坚实的基础。

       经过多年的科研攻关,吴志国团队实现了技术突破,在国际上首次发明了大规模工业化生产各类金属纳米粉体技术,其产能是目前国际上其它技术的数十倍。吴志国和他的团队将其称为“MPNP宏量制备技术”。

       接着,吴志国结合我国及全省纳米科技发展实际,规划了金属纳米粉体产品的应用方向,自主研发了纳米自修复润滑油、纳米高效农业、纳米抗菌纺织品与涂料、纳米催化剂、新型电池电极、纳米固体推进剂、纳米吸波剂等多种类型的纳米产品。

       “我们一定要全身心投入,把科研成果和技术变成惠及民生的产品,为社会经济发展发挥我们科技工作者应有的作用。”这是吴志国对自己和团队提出的要求。

       在吴志国和科研团队的共同努力下,他们取得了一系列丰硕的成果。在著名学术刊物上发表SCI论文100余篇,授权专利6件。科研成果获甘肃省科技进步二等奖1项,甘肃省高校科技进步一等奖1项、二等奖3项。

       “知识分子就应该科技报国,学有所用。要重视基础研究和应用研究、高新技术开发,这样才能研究出可应用的创新成果。” 吴志国如是说。

 

03.瞄准市场趋势   始终走在国际研发前沿

       近年来,吴志国科研团队在首席科学家闫鹏勋教授的带领下,始终紧盯国际前沿,每年都会收到数十个国际会议特邀报告。

       2018年,吴志国应邀赴韩国参加第八届国际材料研究合作会议并作报告;2019年,其团队应邀参加第六届全球材料科学与纳米科学大会并作报告。通过这些高端学术活动的开展,吴志国科研团队不仅在国际舞台上展示了省科学院纳米应用技术研究室的应用研究成果,而且通过与国际知名专家进行学术交流,进一步开拓了学术视野、国际知名度和学术影响力。随着眼界的不断开阔,吴志国科研团队的研究领域也更加深入。

       如何更好地推动科技成果转化?这是吴志国科研团队经常思考的一个问题。为此,他们结合国际、国内纳米材料市场发展趋势,提出了纳米科技完整链条的发展思路,即从基础研究、自主研发实验室设备,到自动化、产业化,再到商业化应用。面对应用中出现的很多基础研究的需求,他引导团队成员着力从基础研究的方向入手,进一步完善了应用研究成果,改善了产品性能。

       “从事基础研究,要瞄准世界一流,敢于在世界这个大舞台上与同行对话;从事应用研究,要突出解决实际问题,力争实现关键核心技术自主可控。如此,心往一处用、劲往一处使,方能取得突破。”吴志国说。

       通过长期坚持不懈地努力,吴志国及其纳米研发团队自主发明的“MPNP宏量制备技术”攻克了10余项关键核心技术,研制成功的第七代金属纳米材料生产线,填补了国内外多项技术空白,属于国际领先水平,其产能是欧美技术的几十倍,是国内外唯一能够工业化大批量生产各类高质量金属纳米粉体的技术。

       据了解,“MPNP宏量制备技术”生产效率高、产品质量好、生产过程完全自动化、绿色环保、非常适合工业化生产,可以用于铁、锌、硅、镍、钴、铜、银等各种金属及其化合物纳米粉体的生产,极大地提升了金属材料附加值,在国际金属纳米粉体的市场上占有重要的地位。目前,该项技术已成功在兰州高新区创新工场内实现了产业化运作,已建设11条金属纳米材料生产线,纳米金属粉体年产能达到3吨,将对我国军事、民用领域产生巨大的社会经济效益。

       “能够得到同行专家的肯定和鼓舞,是我们科研创新团队砥砺前行的动力。”吴志国说。

       2019年6月,中国工程院院士黄小卫,国家科技部高新司材料处处长孟徽,科技部火炬中心高新处处长李志远,清华大学轻质新材料研究院院长助理谭业亭等国家科技部特邀专家组成员来到甘肃省科学院调研纳米金属粉体生产基地发展情况。

       调研结束后,专家们对吴志国团队的纳米金属粉体宏量制备技术所取得的成绩给予肯定。黄小卫院士说,金属纳米材料自出现以来在各个领域已展现出惊人的影响力,吴志国金属纳米粉体应用创新团队建立的金属纳米粉体应用开发平台,有望成为引领行业的技术创新中心。

       有了专家们的充分肯定,吴志国科研团队的科研劲头愈足了。仅2019年,其创新团队就发表SCI论文16篇。申请发明专利1件,实用新型专利1件,2名博士后成功获得中国博士后科学基金面上资助。这些研究成果的取得,为提升省科学院整体科技创新能力和在国际上的学术影响力等方面发挥了重要支撑作用。

       如今,“MPNP宏量制备技术”已经实现了产业化,开发了多种基于金属纳米粉体的应用产品,正在全球进行商业化推广。

 

04.纳米高效农业   为农业发展提供新思路

       “科学的种子,只有为了人民才会生根发芽、茁壮成长。”自吴志国科研团队成立以来,在首席科学家闫鹏勋教授悉心指导下,他们始终考虑如何把纳米技术应用于农业,促进农业安全、高效、绿色、可持续发展。

       2017年,吴志国科研团队率先提出了“纳米高效农业”的新思路,并取得了令人振奋的研究成果。

他们利用“MPNP宏量制备技术”制备的特殊结构高质量铁、铜、硅等纳米粉体材料,先后在甘肃、河南、新疆、内蒙、辽宁等地,针对农作物(小麦、青稞、大豆、玉米、棉花)、果树(苹果树、桃树、梨树等)、蔬菜(绿橄榄、辣椒、西红柿、茄子、西葫芦等)、中药材(贝母、当归、枸杞、党参等)开展应用研究并取得革命性成果。

       “微量元素对于改善农作物生长及品质具有至关重要的作用。植物微量元素补充的关键瓶颈是吸收效率低,而纳米微量元素补充剂有效解决了这一难题。” 吴志国向记者介绍。

       2019年,吴志国科研团队把该项技术再次投入到河南三种冬小麦品种800亩的示范推广中,进一步证明了纳米元素对冬小麦显著的增产效果。各种小麦品种实际增产幅度均在10%以上,“浸种+喷洒两次”处理增产幅度达27.3%。“穗粒数和千粒重的增加是纳米元素提升产量的关键因素。增产效果对不同小麦品种具有普遍适用性,可广泛推广。”擅长小麦研究的省科学院院长高世铭评价这是一个革命性的成果。

       通过反复多次的研究论证和前期试验证明,纳米粒子具有壮苗、促进根系生长、提高农作物微量元素和叶绿素含量、防止病虫害发生、提升抗逆性、提升抗冻害能力等作用,进而促进农作物的生物量整体增加和品质提升。中国硅肥之父蔡德龙博士看到吴志国科研团队的研究成果后,高兴地说:“纳米粉体材料运用在农业上有可能导致人类农业革命!”

       谈到未来,吴志国笑着说:“今后,我们团队的战略目标是研究经济建设和社会发展中与金属纳米粉体新材料相关的生产技术和前瞻性应用技术及产品的开发,主要是围绕金属纳米粉体生产技术产业化、金属纳米粉体产品的商业化推广、金属纳米粉体的下游应用产品开发与企业服务等一系列问题展开攻关,为政府决策与规划提供依据,形成符合经济社会发展的独具特色的支柱产业。”

 

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