从航空材料到冬奥服装,王旭东的科研之旅


来源:中国粉体网   留白

[导读]  粉体人王旭东的科研之路

中国粉体网讯  



个人简介

 

王旭东,男,中共党员,博士,研究员,1980年6月出生,2012年7月在中国航发北京航空材料研究院参加工作。现任北京石墨烯技术研究院有限公司总经理、中国航发北京航空材料研究院铝合金所副所长、中航装甲科技有限公司总经理等职务。主要从事石墨烯材料的核心技术研发及成果转化。国家军用关键材料专项、“国家重点基础研究发展计划(973计划)”、国家科技支撑计划、国家重大研发计划匹配、国家自然科学基金项目等重大科研项目负责人,发表学术文章30余篇,申请了国家发明专利 110 余项。

 

科研成就

 

1、解决了石墨烯金属复合材料的设计技术和制备技术,开发了我国第一代石墨烯金属基复合材料。

 

2、开发了我国第一代系列化石墨烯轻质装甲材料

 

3、首次提出了高导热石墨烯钛合金材料的概念

 

4、研发了系列化的石墨烯铝导线材料

 

科技报国,逐梦纳米材料——王旭东的科研之路 

 

出生于1980年代的王旭东,自幼便展现出对材料科学的浓厚兴趣。作为国内首批纳米材料专业博士生,他2012年博士毕业后选择加入具有近70年历史的北京航空材料研究院。这个我国唯一面向航空领域从事先进材料研制的国家级科研机构,成为他实现科技报国理想的舞台。

 

"从航空钛合金到航天复合材料,每当看到实验室成果转化为国之重器的关键部件,那种成就感无与伦比。"王旭东坦言,正是这种将基础研究转化为实际应用的强烈使命感,推动他在粉体材料领域深耕不辍。2020年,他带领团队完成石墨烯基智能温控材料的重大突破,这项成果最终成为北京冬奥会志愿者装备的核心科技支撑。

 

破解世纪难题——石墨烯的产业化突围 

 

在冬奥装备研制过程中,王旭东团队面临着双重挑战:既要保证零下30℃环境中8小时持续供暖,又要将加热系统厚度控制在0.5毫米以内。传统电热材料存在笨重、能耗高等缺陷,而石墨烯的量子隧穿效应为解决这一难题提供了全新思路。

 

通过SP2杂化技术,团队成功制备出蜂窝状六角晶格结构石墨烯薄膜。这种厚度仅0.334纳米的二维材料,其热转化效率达到98%,远超传统金属发热体。更令人惊叹的是,团队创新性地将石墨烯与相变储能材料复合,研制出具有"智能记忆"功能的温控系统。当环境温度骤降时,材料自动释放储存的热量;温度回升后又能快速吸收环境热能,实现动态热管理。

 

"就像给每个碳原子装上智能开关。"王旭东这样形容他们的突破。经风洞实验室1000小时测试,该材料系统在-40℃极端环境下仍能维持38℃体感温度,能耗较传统方案降低70%。这项技术不仅应用于冬奥志愿者服装,更为后续极地科考装备、高寒地区作业服研发奠定了基础。

 

从实验室到冬奥赛场——材料科学的温度传递 

 

2022年北京冬奥会开幕式上,志愿者们身着的轻量化保暖制服成为一道靓丽风景线。这些装备内部集成了超过200万个石墨烯微晶发热单元,通过柔性电路实现分区控温。肩部、腰腹等核心区域采用梯度加热设计,既保证热效率又避免能量浪费。

 

更值得称道的是材料的环保属性。王旭东团队引入植物基分散剂,使石墨烯能与生物降解纤维完美融合。当服装完成使命后,98%的材料可在自然环境中分解为二氧化碳和水,真正践行"绿色冬奥"理念。这种将尖端科技与可持续发展相结合的设计思路,为功能性纺织品开辟了新方向。

 

粉体人的星辰大海——从冬奥到星际文明 

 

站在国家石墨烯技术研究院的展示厅里,王旭东常向参观者描绘碳材料的未来图景:"从铅笔芯里的石墨到改变世界的石墨烯,碳原子排列方式的精妙重构,正在打开材料科学的全新维度。"

 

他带领团队研发的第四代石墨烯材料,导电性能已达铜的10倍,强度是钢的200倍。这些特性使得太空电梯缆绳、反重力推进器等科幻概念逐步接近现实。在低温超导、量子计算等前沿领域,王旭东团队已有7项核心专利进入应用转化阶段。

 

"材料科学家要有穿越时空的想象力。"正如他办公室悬挂的达芬奇手稿复制品所昭示的,王旭东始终相信:那些今天看似天马行空的构想,终将在材料科技的突破中照进现实。从守护冬奥志愿者的温暖,到助力人类迈向星辰大海,这位粉体材料专家正用碳原子的排列组合,书写着属于中国材料人的创新传奇。

 

参考来源:

中青在线:全国向上向善好青年

格致论道讲坛:我们研制的这种材料,让北京冬奥会的志愿者既有风度又有温度 | 王旭东

北京科技记协:科学传播沙龙实录丨北京石墨烯技术研究院院长王旭东:石墨烯技术研发及冬奥应用

长江日报:石墨烯发热技术为冬奥赛场留住温度


(中国粉体网编辑整理/留白)

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