人物簡介:
蔡金明,政協(xié)云南省第十三屆委員會委員,九三學(xué)社云南省委員會委員,昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。獲國家引進(jìn)海外高層次人才、云南省引進(jìn)海外高層次人才、云南省中青年學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人、九三學(xué)社中央脫貧攻堅(jiān)民主監(jiān)督先進(jìn)個人、云南九三青年科技創(chuàng)新英才稱號等榮譽(yù)。
圍繞石墨烯等低維納米材料研究近20年,包括石墨烯原子制造與表征、表面化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究、石墨烯應(yīng)用開發(fā)及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化等。發(fā)表學(xué)術(shù)論文140余篇,擁有7項(xiàng)國際專利,授權(quán)和受理200余項(xiàng)中國專利,參與2項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)、1項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)的制定,主導(dǎo)多項(xiàng)團(tuán)體和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定。主持國家、省部級科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)3000余萬元;連續(xù)多年入選全球頂尖前10萬科學(xué)家排名。
近日,國際頂尖期刊《Angewandte Chemie International Edition》發(fā)表了昆明理工大學(xué)蔡金明教授團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)突破性成果:他們創(chuàng)新性地利用表面化學(xué)“多米諾環(huán)化反應(yīng)”,首次在原子尺度實(shí)現(xiàn)納米石墨烯結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)調(diào)控。這項(xiàng)研究不僅攻克了傳統(tǒng)合成技術(shù)的瓶頸,更揭示了石墨烯電子特性的深層奧秘,為下一代高性能電子器件鋪就基石。
而這,只是蔡金明教授二十年如一日扎根低維材料研究的一個縮影。作為九三學(xué)社社員、云南省政協(xié)委員,他始終踐行著“學(xué)研產(chǎn)用四極融合”的理念,將科研論文寫在祖國大地上,將科技成果注入產(chǎn)業(yè)脈搏中。
從蒼洱學(xué)子到頂尖學(xué)者:一路求索的“原子匠心”
1980年生于云南大理的蔡金明,自幼浸潤于“文獻(xiàn)名邦”的崇學(xué)氛圍。“大理的山水讓我學(xué)會專注。”他回憶道。這份專注將他送入北京大學(xué)物理系。在燕園,他經(jīng)歷了學(xué)術(shù)生涯的首次淬煉:“物理系對學(xué)生的要求非常高,專業(yè)課不能有不及格,如果不及格就必須跟隨下一年級重修;如果還不能及格,就拿不到畢業(yè)證和學(xué)位證。那四年,我每天早上六點(diǎn)起床,六點(diǎn)半到圖書館占位學(xué)習(xí),一直學(xué)到關(guān)門。關(guān)門后,我還會到教學(xué)樓學(xué)習(xí)一會兒,直到12點(diǎn)才回宿舍。”北大嚴(yán)苛的學(xué)風(fēng)鍛造了他“直面挑戰(zhàn)、永不言棄”的科研品格。
2004年,英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)石墨烯的消息震動學(xué)術(shù)界。彼時正在中國科學(xué)院物理研究所攻讀博士學(xué)位的蔡金明,敏銳地捕捉到這一材料的革命性潛力,在導(dǎo)師高鴻鈞院士指導(dǎo)下開啟了石墨烯研究之旅。2008年,博士期間的蔡金明赴美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室訪學(xué)。二戰(zhàn)時期沿用至今的科研設(shè)備令他震撼:“70多年穩(wěn)定運(yùn)行,靠的是極致維護(hù)。這讓我反思國內(nèi)科研設(shè)備的可持續(xù)管理。”次年博士畢業(yè)后,他前往瑞士聯(lián)邦材料與技術(shù)研究所從事博士后研究。瑞士五年,他僅發(fā)表兩篇第一作者的論文,一篇《Nature》,一篇《Nature Nanotechnology》。“瑞士科研不求快,但求深。慢工出細(xì)活,才能真正突破前沿。”這種“坐冷板凳”的精神,成為他日后治學(xué)的內(nèi)核。
回歸紅土高原:科技報國的云南實(shí)踐
2014年,蔡金明響應(yīng)國家海外引才計劃回國。面對北上廣深多所高校的邀約,這位云南大理子弟毅然選擇扎根家鄉(xiāng):“當(dāng)時昆明理工大學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)一句話打動了我:你是云南人,為何不回來建設(shè)家鄉(xiāng)?”次年,他雙軌并進(jìn):在昆工組建科研團(tuán)隊(duì),在東莞創(chuàng)立科技公司,決心讓實(shí)驗(yàn)室里的石墨烯走向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
石墨烯作為目前導(dǎo)熱最佳、導(dǎo)電最好、厚度最薄,強(qiáng)度最高的一種二維材料,其在熱管理、新能源和柔性傳感等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。蔡金明帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)聚焦石墨烯的“原子制造”,在超高真空環(huán)境中,像雕刻藝術(shù)品般操控碳原子排布。“石墨烯是導(dǎo)熱冠軍、電子高速路,更是輕如蟬翼的‘多功能材料’。”蔡金明解釋道。
“新材料產(chǎn)業(yè)化沒有捷徑,必須學(xué)研產(chǎn)用四極融合。”在蔡金明看來,昆明理工的學(xué)術(shù)平臺奠定“學(xué)”的根基,引領(lǐng)技術(shù)前沿,產(chǎn)業(yè)團(tuán)隊(duì)持續(xù)研發(fā)新產(chǎn)品(研),實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)(產(chǎn)),而市場驗(yàn)證最終價值(用)。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)圍繞石墨烯三大特性——最佳導(dǎo)熱性、最高電子遷移率、超大比表面積展開機(jī)理研究和應(yīng)用攻關(guān)。
當(dāng)5G時代手機(jī)散熱需求爆發(fā),他們開發(fā)出超柔高導(dǎo)熱石墨烯導(dǎo)熱膜,被小米、中興等手機(jī)、平板以及智能眼鏡采用;面對算力芯片的散熱挑戰(zhàn),他們研發(fā)出石墨烯熱界面材料,已應(yīng)用于當(dāng)前主流的算力芯片散熱。“我們安寧基地利用云天化的硫酸循環(huán)體系實(shí)現(xiàn)零排放,水富工廠依托向家壩綠電完成高溫?zé)Y(jié)——這才是真正的綠色制造。”蔡金明的話語中透著產(chǎn)業(yè)人的務(wù)實(shí)。
當(dāng)科技工作者將理想扎根大地,最精微的原子,亦能迸發(fā)改變世界的力量。如今,蔡金明團(tuán)隊(duì)的石墨烯產(chǎn)品已經(jīng)被小米、華為、中興、蔚來、吉利等企業(yè)廣泛應(yīng)用,產(chǎn)品也用在了手機(jī)、平板、筆記本電腦、電動汽車、算力芯片和衛(wèi)星等的熱管理方案上,這些產(chǎn)品都獲得了多家終端頭部客戶的應(yīng)用與認(rèn)可。“在新材料領(lǐng)域,讓實(shí)驗(yàn)室成果走進(jìn)千家萬戶,才是科技工作者的終極使命。”蔡金明說。
面對AI算力爆發(fā)的新機(jī)遇,蔡金明目光如炬:“芯片散熱需求呈指數(shù)級增長,石墨烯熱管理材料又將迎來黃金時代。而云南的綠電優(yōu)勢與區(qū)位輻射力,正是我們馳騁新質(zhì)生產(chǎn)力賽道的底氣。”
九三情懷:參政議政與科普薪火
2017年,在現(xiàn)任九三學(xué)社中央委員、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授陸朝陽引薦下,蔡金明加入九三學(xué)社。“九三前輩們‘兩彈一星’的奉獻(xiàn)精神,正是科技工作者的燈塔,也與我志同道合。”他更自覺地將科研使命與社會責(zé)任交融。
作為云南省政協(xié)委員,他撰寫的信息《協(xié)調(diào)資源推進(jìn)新能源電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展》被列為省政協(xié)常委會書面討論材料;《合理利用公共活動空間促進(jìn)全民健身》的提案重點(diǎn)關(guān)注基層治理。他更多年堅(jiān)持參與“百名專家科技進(jìn)校園”活動,足跡遍及紅河哈尼族彝族自治州、昭通市等偏遠(yuǎn)縣鄉(xiāng)。
“在紅河中學(xué)講完石墨烯神奇特性,孩子們追著要簽名合影,那一刻我看到了科學(xué)火種的傳遞。”蔡金明始終記得,紅河一中那一屆聽講座的孩子高考成績非常好,甚至出了省高考狀元,“雖然只是一次講座,但我很高興科普的種子已種在他們的心間。”
如今蔡金明身兼多職:帶領(lǐng)80余人科研團(tuán)隊(duì)攻關(guān)基礎(chǔ)前沿,管理千噸級石墨烯生產(chǎn)基地,為全球頭部企業(yè)提供材料解決方案。當(dāng)被問及對青年九三社員有何寄語時,他的答案卻異常簡單:“如果用一個詞形容,就是‘堅(jiān)韌’。石墨烯研究二十年,產(chǎn)業(yè)化十年,沒有持之以恒的定力,不可能實(shí)現(xiàn)全鏈條突破。”這句話亦是他二十年科研路的注腳——從大理少年到石墨烯拓荒者,從實(shí)驗(yàn)室的原子顯微鏡到工廠的萬噸生產(chǎn)線,他始終以科學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)堅(jiān)韌雕琢材料,以實(shí)業(yè)家的拳拳熱忱反哺鄉(xiāng)土。(撰稿:云南政協(xié)報記者張音笛、張瑩瑩 通訊員:九三學(xué)社云南省委會宣傳部廣耀穎)