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中国青年科技奖获得者李昺:守正创新 再攀制冷材料研究高峰

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2018年归国加盟中国科学院金属研究所,2019年发现并命名固体庞压卡效应,中国科学院金属研究所研究员、沈阳材料科学国家研究中心功能材料与器件研究部副主任李昺始终坚守在新型固态制冷材料、技术、装备研究领域。他也因在此领域取得的突破性成果,荣获了第十七届中国青年科技奖。日前,李昺说:“新型制冷材料是国内外材料科学研究的前沿领域。我要‘咬定青山不放松’,力争早日将基础研究成果转化为现实生产力,为我国实现‘双碳’战略目标贡献力量。”

先人一步发现固体庞压卡效应

李昺告诉记者,空调和其他制冷设备排放的碳氟化合物及氢氟碳化物是全球气候变暖的重要原因。联合国环境规划署发布的数据显示,制冷领域碳排放占到全社会碳排放总量的7.8%。“气体制冷剂排放后不易消耗,其累积效应十分严重。根据《〈蒙特利尔议定书〉基加利修正案》,签约国家最晚在2047年须将具有强温室效应的气体制冷剂的使用量削减至当前的10%。我国是全球最大的空调设备生产国和消费市场,寻求新型制冷工质和技术,对于实现‘双碳’战略目标至关重要。”

新型制冷材料指的是一大类通过技术手段合成的材料。李昺介绍,对新型固态制冷材料施加压力后,会导致材料自身温度降低,进而吸收负载的热能,从而达到为负载制冷的目的。这种新型制冷材料与传统气体制冷剂不同,在制冷全过程中以固体形态出现,没有任何气体参与,不存在碳排放问题,因此新型固态材料制冷技术被称之为零碳制冷技术。在全球“双碳”大背景下,新型制冷材料、技术层出不穷。“我们在塑晶材料中发现固体庞压卡效应,为新型制冷材料、技术和装备的科技创新,提供了全新的攻关方向,在探寻最佳新型制冷材料的道路上先人一步。”

心系民生推进科技成果产业化

2019年,李昺等人关于固体庞压卡效应的论文发表在国际权威期刊《自然》上。李昺说:“来自4个国家的13家科研机构的23名科学家围绕共同的目标携手奋战,共同完成了这项跨国家、跨学科的科学研究,让人感受到强烈的科学家精神和科技创新的力量。”

在一系列塑晶材料中,李昺等人发现了最高达到687焦耳每千克每开尔文的等温熵变,其热量变化较传统固态制冷材料高出一个数量级,也就是十倍以上的变化。“我们的研究开辟了新的方向,目前仍处于世界领先水平。制冷材料研究的竞争十分激烈,慢进亦是退,我们只有不断探索,寻找并发现最适合产业化的新型制冷材料,才能打造出能够造福民生的新型制冷装备。”

庞压卡固态制冷材料研究成果在制冷产业引起巨大轰动,多家国内外知名制冷企业很快便与李昺取得联系。面对企业十分迫切的成果转化需求,李昺不厌其烦,条分缕析,将团队最新的科研进展以及未来攻关作出详细说明。通过视频会议等形式,他始终与一些制冷企业保持着密切的沟通和交流。李昺认为,科学界还在寻找可替代现有气体制冷剂的最佳的新型固态制冷材料,庞压卡固态制冷材料是候选之一。但从基础研究成果到产业化开发,还有一段距离,还需要做大量的科研和产业化基础工作。“庞压卡固态制冷材料具有多项不可比拟的优势,拥有非常广阔的应用前景,我对其产业化非常有信心。”

守正创新锚定正确方向阔步行

能够成为第十七届中国青年科技奖百名获奖者的一员,李昺感到非常荣幸。“这是对我研究工作的认可,更是鞭策和激励。”李昺认为,在科学研究中必须坚持守正创新,守正是创新的前提。“通过不断学习,我深刻感受到,党的二十大报告将科技创新的战略意义提升到新的高度,体现出党和国家对科技创新工作高度重视。科技工作者必须要坚定创新的正确方向,要锚定全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴开展科研创新。我要坚持‘四个面向’,在国家‘双碳’战略下沿着既定的布局和路径,勇毅前行,探索创新。”

“国家为科研人员提供了更为广阔的发展空间,归国发展有利于人尽其才、学以致用。”李昺说。在美国、日本的高校和科研机构做博士后、开展中子散射技术研究6年后,他下定决心回国发展。李昺是国家级引才计划青年项目入选者,当选了2019年中国十大新锐科技人物,被评为沈阳市“杰出人才”。近年来,李昺主持和参与了多项国家重点研发计划项目、中国科学院原始创新项目,获得了辽宁省首届“兴辽英才计划”青年拔尖人才项目、“沈阳市中青年科技创新人才支持计划”项目支持。“国家、省、市对人才的重视和支持力度日趋加大,为青年科技工作者营造了良好的创新生态,对青年科技人才的吸引力与日俱增。我们要通过自己的努力,为实现高水平科技自立自强,为建设创新沈阳添砖加瓦。”李昺说。

科研工作之余,李昺承担着沈河区文艺二校科技辅导员的工作,定期开展科普课程。另外,他还在中国科学院公众开放日、科普月、全国科普日等节点,为中小学生送上科普报告。“科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力。要为党和国家的事业输送源源不断的创新动力,就必须从少年儿童抓起。我们要引导儿童青少年树立正确的价值观,从小培养他们对科学的浓厚兴趣,爱科学、学科学、用科学。这是每一名科技工作者的责任和义务。”

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