在近日召开的国家科学技术奖励大会上，复旦大学材料科学系教授武利民领衔的“硅氧烷杂化聚合物功能涂层设计制备新技术及其应用”获得2023年度国家技术发明奖二等奖。这也是武利民时隔14年，第二次摘得该奖项。

　　在第一次获奖基础上，武利民敏锐意识到高端装备的高性能、功能性聚合物涂层将是未来的“卡脖子”关键技术，于是将目光从民用转向工业，带领团队持续躬耕十余载。

　　面向国家重大工程重大装备需求，武利民团队避开国外的知识产权保护和技术壁垒，从基础研究做起，围绕树脂杂化、功能微球构筑等研发一系列具有自主知识产权的聚合物涂层，实现了从跟跑到领跑的跨越，为大国重器铸就“涂层之盾”。

　　上九天守护“天问一号”

　　聚合物涂层是许多行业和高新技术领域不可或缺的关键材料，其性能直接关系到产品的安全性、使用效能和寿命，对国民经济建设和国防安全至关重要。

　　我国2020年成功发射的首个火星探测器“天问一号”，在火星开展探测任务，其电源供应全靠3000块太阳能面板转化太阳能。一旦面板表面积尘，就会影响太阳能转化效率，导致电力供应不足。

　　针对遥不可及、复杂多变的火星环境，武利民团队为“天问一号”量身打造一款具有自清洁功能的聚合物除尘涂层，能够长期保持太阳能面板清洁、不沾灰尘，确保太阳能高效转化。

　　该涂层不仅可以自我清洁，还能自我修复。涂层的内部结构、微结构和拓扑结构“再生”至受损表面，使其恢复原始的表面特性和功能，就像人的皮肤受伤后可愈合一般。这便解决了探测器受火星岩石撞击导致表面受损的问题。

　　下五洋保卫大型舰船

　　尖端的聚合物涂层技术，要经得起各类极端考验。武利民的科研成果不仅能“上天”，也能“入海”。

　　军舰和远洋货轮在内的各种舰船，常常由于海水侵蚀和海洋生物污损而造成船体腐蚀、增重和航行阻力增加。大型舰船每隔两三年就需要返回维修厂进行维护，费用高达上亿元，且维修时间通常需要半年到一年。

　　然而，长期以来，国内聚合物涂层主要集中在中低端行业，高端领域都被欧美涂料企业所垄断，涉及大型水面舰涂层更是被国外禁运。即使是国外海洋涂层也仍然存在树脂分子链水解抛光速度不稳定、涂层间作用力弱、无自修复自清洁功能、性能难以满足要求等问题。

　　立足国家重大需求，武利民团队独辟蹊径，提出了硅氧烷杂化树脂成膜物分子设计和涂层表面微—纳结构创制的新思路，发明了一系列高性能海洋防污聚合物涂层、高性能防腐涂层，延长了舰船维护周期和使用寿命，性能达到并部分领先国外同类产品技术指标，提升了我国在聚合物功能涂层领域的国际地位和影响力。

　　转化成果服务美好生活

　　从昔日默默无闻的青年科研人员，到如今被国际同行评价为“世界上公认的从事聚合物智能涂层研究开发的领导者之一”，武利民在材料领域摸爬滚打近三十年。

　　起步阶段，科研条件差。武利民经常蹬着三轮车，把每周实验后的废弃物品运到废品仓库处理;等不及学校采购化学试剂，就挤上公交车自己去试剂公司购买。十年沉淀，厚积薄发。这一阶段，他的研究主要面向建筑、汽车等民用领域，为这两大产业的蓬勃发展提供了重要支撑。

　　2010年，武利民摘得2009年度国家技术发明奖二等奖后，开始向新的学术高峰进发。他与自己立下又一个“十年之约”——聚焦于高性能工业涂层的研究，致力于实现关键领域的自主创新。

　　这一阶段，武利民坚持“两条腿走路”。一方面做好应用基础研究。团队在国际著名期刊发表学术论文600多篇，获授权中国发明专利超过80项、美国专利3项、国际PCT专利6项，出版国际上第一本功能聚合物涂层英文专著。另一方面打通产学研合作。团队自2009年起就与国内外著名企业合作，相关技术成功进行了产业化，产品应用于多种型号舰船、远洋货轮以及“天问一号”等国家重大工程，为重大装备的高效使用提供了不可或缺的材料保障。

　　展望下一个十年，武利民团队还将在功能聚合物涂层领域继续突破，让更多成果走出实验室。

　　他们要为航天器开发更轻薄、性能更稳定的高性能涂层，如能够完全反射或吸收可见光的 “超白/超黑”涂层、导热涂层、传感涂层等，帮助航天器节能、减重、降低干扰以及实时监测变形等。

　　他们也要将此前的各项成果运用到更多民用领域中。如“天问一号”太阳能板的自清洁涂层技术，应用于汽车，可以让人们减少洗车频率;应用于飞机，可以防止机体外壳冬季结冰，减少除冰车使用频率;应用于手机，能防止指纹和油渍的堆积，保持屏幕清洁……

       作者：殷梦昊 叶鹂