在“材料”深处，向新而行

（来源：中国妇女报）

转自：中国妇女报

　　□ 中国妇女报全媒体记者 高舒帆

　　凌晨5时，在中国建材集团天津院低碳熟料的中试现场，科研人员围着一座5吨级中试试验小窑忙碌起来。

　　点火、熄火、再点火，投料、测量、调整……近19个小时的试验后，低碳熟料终于找到了合适的烧成温度。“看到料能结粒，心里一块大石头落地了。”中国建筑材料科学研究总院有限公司水泥化学与房建材料研究所所长任雪红回忆起那次中试试验，仍记忆犹新。

　　新材料既是经济、社会、国防建设高质量发展的物质基础，又是催生高新技术和战略性新兴产业的先导，是保障和提升国家关键领域核心竞争力的基盘。从实验室中的一块样品，到生产线上稳定运行的产品，新材料研发往往要经历反复试验和长期验证。

　　从任雪红到人工晶体院博士郑彧、特种水泥与水泥工艺技术研究所所长房晶瑞、中材锂膜有限公司研发总监刘杲珺，中国建材集团新材料领域的女性科技工作者们长期扎根一线，在一次次试验、一次次改进中，推动技术从实验室走向实际应用。

　　向难而行：在未知中寻找答案

　　一滴酱油落在涂有纳米涂层的衣服上，轻轻一甩，衣服便恢复干净了。电视上的这一幕，让高中时期的郑彧对材料科学产生了兴趣：“材料学是连接抽象理论与真实世界‘看得见、摸得着’的科学。”

　　2002年，郑彧考入北京航空航天大学，第一志愿便是材料学专业。从本科到博士，她一路深造，走进新材料研发一线。

　　人工晶体是重要的功能材料。其中，弛豫铁电单晶可应用于医用超声成像、声呐等领域。然而，这类晶体制备工序超过100道，生长过程对温度等条件十分敏感，细微变化都可能影响最终结果。尤其是001方向晶体的生长，长期未能实现。“有老师做了20多年，001方向都没有成功过。”她说。

　　在研究初期，郑彧也经历了一次次失败，她逐渐认识到，“人工晶体研发不能简单地以单次试验论成败。影响晶体生长的因素众多，关键在于识别变量、摸清规律，找到能够重复实现的生长条件。”

　　面对难题，团队持续摸索生长条件。2023年5月，001方向晶体首次成功生长。此后，团队继续优化工艺，相关晶体的压电性能等关键指标取得突破，经第三方测试，相关指标达到国际领先水平。

　　房晶瑞面对的，则是来自实验室与生产现场之间的差距难关。她长期从事水泥行业污染物治理等相关研究，脱硝技术是水泥绿色转型中的关键支撑。电力行业的脱硝技术相对成熟，但水泥生产工况复杂，相关技术不能简单照搬。

　　“做这个实验，就跟升级打怪差不多。”房晶瑞笑着打了个比方。但真正做起来，远比这句话艰难。

　　为了获得一手数据，房晶瑞和团队走进水泥生产现场，开展检测、标定。她沿着焊接在预热器外侧的窄楼梯逐级攀爬，越靠近窑体温度越高。“上去赶紧测，不敢踩太长时间，不然鞋都会化掉。”房晶瑞说。

　　比现场环境更棘手的，是技术落地中的意外。实验室中性能良好的催化剂，到了生产线上却不稳定，“催化剂横着裂、竖着裂，还有炸裂的，什么样的都有。”房晶瑞说。

　　实验室里的好结果，为什么到了生产现场就行不通？团队从实际工况入手，分析问题、调整工艺曲线、反复验证。经过十余年持续攻关，相关脱硝催化剂已应用于国内30多条水泥生产线。

　　“技术没有最好的，只有最适合的。”房晶瑞说。

　　久久为功：让实验成果走向应用

　　技术指标只是起点，能否适应真实工况、稳定应用，才是检验成果的重要标准。

　　任雪红长期从事水泥化学与房建材料研究。随着重大工程不断走向海洋、极寒等极端环境，传统混凝土的耐腐蚀、抗冻性能持续承压；与此同时，“双碳”目标之下，水泥行业迫切需要更低能耗的新型熟料体系。

　　任雪红团队探索的低碳熟料体系，力求将传统硅酸盐水泥熟料约1450℃的烧成温度降至约1300℃。2022年底至2023年初，团队在天津院开展5吨级中试。实际运行中，中试等工业窑不同于实验室设备，它的温度控制更加复杂，科研人员往往只能依靠经验判断情况。

　　试验开始后，燃料油由于低温结冰无法点火、生料下料口堵塞等问题接连出现。团队轮流值守，每隔半小时调整参数、测量游离钙，持续观察物料变化。从清晨5时多准备，到当天深夜，连续试验终于取得进展，熟料终于顺利结粒，稳定烧成一批可试验用样品。

　　从5吨级中试窑到500吨级试验窑，试验规模不断扩大。2026年初，任雪红团队在3200吨级窑上开展低碳熟料规模化工业试烧，在3000吨产线规模完成低碳熟料工业化生产示范。如今，相关新型低碳熟料已在预制构件、充填等领域累计应用达20万立方米。

　　在产业化一线持续求索的还有刘杲珺。她研制的隔膜是锂电池关键材料之一，关系电池安全。

　　“实验室更多是从0到1，证明材料选择和工艺路线可行。到了量产线，还要解决工程化问题。”她说。小批量试样简单搅拌就能混匀；量产时物料放大到几十、上百公斤，搅拌结构、转速、投料顺序等细节都会影响品质。一条基膜生产线涉及上千个工艺参数，还有许多隐性变量，需要不断试错找到稳定区间。

　　刘杲珺对一次隔膜产品试产记忆犹新。按照客户要求，团队要开发7微米规格、穿刺强度接近9微米产品水平的隔膜，但留给团队的时间只有一周。实验室筛选好材料和配方，但新材料进入量产线后，特定工序频繁断膜，生产无法贯通。

　　“材料弹性、力学性能与原来不同，我们还没完全摸清。”刘杲珺回忆。当时团队守在现场，逐一排查变量，调整工艺条件。经过连续三天攻关，团队最终完成产品交付。如今，该产品现在已稳定量产应用超过5年。

　　从实验室小样到生产线上的成卷产品，靠的是在每一次不符合预期的结果中寻找线索，在细微变化中识别规律。这是产业化一线最朴素的坚持。

　　向新而行：让创新精神薪火相传

　　科研攻关离不开个人的钻研，也离不开团队的协作和经验的传承。

　　在人工晶体院展厅里，前辈科研者的照片静静悬挂，每每驻足，总能带给郑彧很深的触动。而对她影响最深的，是黄朝恩先生1984年发表的论文，字里行间是老一辈科研人对行业长远发展的前瞻思考。“前辈对学术创新的追求，晶体院引领时代的精神，让我特别感慨。”郑彧说。

　　在郑彧看来，科研是一场漫长的接力。科研创新既要继承已有经验，也要主动拥抱新工具。她鼓励年轻科研人员积极学习、善于运用人工智能等新技术，但同时保持独立思考，在实践中不断锤炼能力。

　　从参与科研项目，到逐步承担项目管理，任雪红的成长也离不开老一辈科研人员的培养。如今带领团队的她，格外重视从实验现象中寻找规律、从具体问题中追问本质。“既要仰望星空，也要脚踏实地。”任雪红说。

　　房晶瑞所在团队约有10人。围绕减污、降碳、循环利用和数字化转型，团队持续开展研究，“复杂的工程问题往往涉及多个环节，需要团队成员各展所长、密切配合，在现场发现问题、共同寻找解决办法。”房晶瑞说。

　　刘杲珺同样重视团队协作和科研经验的积累。面对新的材料体系，既要充分分析已有数据，也要敢于走进生产现场，在未知中寻找答案。新材料研发往往没有成熟经验可循，既要认真分析，也要有持续探索的耐心。

　　秉持“早细精实”的科研底色，一代又一代中建材巾帼不断奋斗。从前辈留下的研究成果中汲取力量，在团队协作中积累经验，再把科研方法传递下去。她们以扎实的科研实践回应产业发展需求，在攻坚克难中展现新时代女性科技工作者的专业素养与责任担当。