安徽大学研发高性能镁基功能材料

镁基功能材料主要是指含有镁元素的化合物或者是镁元素与其他元素组成的化合物组合，主要包括氢氧化镁、合成水滑石、硅酸镁等。广泛应用在芯片、军工、高铁、新能源汽车、电线电缆、光纤以等领域，具有重要的战略意义。多年以来，我国虽然占据了全球镁金属绝大部分市场，但在高性能镁基材料方面却始终被进口产品垄断，一直被国外“卡脖子”。

用于不同领域的镁基功能材料 

为解决“卡脖子”问题，填补国内空白，安徽大学化学化工学院刘志启团队一直致力于研发高性能镁基功能材料，在中高端氢氧化镁和水滑石两类材料关键技术上不断攻坚克难，形成系列关键核心技术，申请了十余项高性能镁基功能材料的发明专利，其中国际PCT专利两项和制定行业标准两项。2022年安徽大学成果赋权成功成立了合肥安与合新材料科技有限公司，将团队科研成果落地产业化，寻机打破国外机构在高端镁基功能材料的垄断地位。团队获得了合肥市种子基金、合肥高新投、合肥高创等资金支持，并与国内一家知名上市公司合作，已建设完成年产值亿元的镁基功能材料产业化装置建设，产品获得多个头部用户的认可，订单陆续实现。

该系列研究成果的成功实施和转化，既解决了“卡脖子”问题，又助力产业发展，服务地方经济发展，有效提升了安徽大学在产业化方面的影响力，受到新华社内参、南方日报、合肥电视台等多家媒体采访和报道，同时获得合肥市“三新产品”、2022年十大优秀成果转化项目，2023年国家火炬科技直通车计划入选项目等荣誉和称号。

万吨镁基功能材料生产线 

刘志启团队从材料独特的微观结构（多孔、层状、棒状等）与表界面特性（官能团、反应活性、表面荷电等）出发，开发了一系列具有重要科学意义和良好应用前景的镁基功能材料，解决了多种高性能镁基材料结构设计与性能调控中存在的技术与理论难题，首次提出了一步法生产特殊形貌氢氧化镁阻燃剂关键技术。刘志启团队还积极响应国家“绿色低碳”号召，基于固碳和母液循环过程的镁基插层关键技术，实现了二氧化碳捕捉及价值化利用，成功制备高性能、高附加值的镁基插层材料，实现国外同类产品的有效替代，也为实现二氧化碳的有效利用和“碳达峰、碳中和”的基本国策提供一种可行的技术支撑和方案。

镁基功能材料样品 

与传统镁基材料相比，刘志启团队所研发的镁基功能材料的规则性、分散性、结合性、稳定性、保温性等性能优越。刘志启表示：“农业是国家粮食安全的基础，农膜是农产品增产的一个关键材料，其中农膜中使用的水滑石以前仍需从国外进口。农作物生长发育需要阳光、温度等条件，这就要求大棚膜透光性与保温性达到一定标准，高性能镁基功能材料保温性强等特点能很好满足这些需求。现在，五层的大棚膜中有三层需要利用高性能镁基功能材料，所以在大棚膜这一领域我们也成功实现了对国外产品的有效替代。”

众多周知，芯片制造技术始终被国外制裁，芯片封装也落后于人。2022年，国内某头部企业到安徽大学寻求合作，提出了对产品的需求，刘志启团队提供的样品通过验证，成为国内唯一一家能满足其芯片封装生产需要的产品。除此之外，高性能镁基功能材料在提高轨道交通、家电、核电站、新能源汽车等领域的防火安全发挥巨大作用。

核心技术原理演示图 

科研需要团队协作，需要高精尖技术人才，更需要跨专业复合型人才。刘志启说：“我们团队有化学、化工、材料等专业成员，我们非常欢迎跨学科和跨专业的人才。”该团队将资源综合利用与无机化学、化学工程、材料科学等多学科进行协同集成创新，让不同专业的人才站在自身专业角度对科学问题进行分析，进而迸发出新的思想火花。团队成员、化学化工学院2021级硕士研究生应永苍说：“跨专业协作和多学科协同集成创新对激发创新灵感、全面考虑问题和资源共享大有裨益。不同专业背景的人能够带来不同的思维方式和专业知识，相互交流碰撞激发更多灵感，促进新的研究思路和方法的产生。各个学科的专业知识相互补充，能够覆盖更广泛的领域，从而提高解决问题的效果和质量。”

刘志启教授及团队成员在实验室 

在理论探索与实验操作中，团队成员、化学化工学院2022级硕士研究生邸慧敏说：“化学专业思考背后逻辑机理的神秘，化工和材料对待实验的缜密实用，通过联系与合作，我们各取所长，互相促进，让我们课题组更有效地发展。”科研之路从来都充满荆棘，应永苍说：“初次做实验，我们要像大海捞针一样去试错。如在原料选择上，不同厂家生产出来的不同批次产品可能都会有差异，而这些细微的差别都可能对实验结果产生影响，我们要想办法稳定原材料的状态。在实验控制方面，有些设备精密度不够，我们就要思考如何将这种不利因素带来的影响降到最低。有时候，一次实验的成功并不代表实验成果已然产生，需要进行多次重复实验来进行验证，如果发现确实是这个结果，我们还要去复盘一下其背后的原理。”

在破解科学奥秘、追求科学真理的道路上，每一步都需要科研工作者稳扎稳打向前走，任何细微的疏漏都可能导致实验的失败。多年来，刘志启及其团队成员严谨治学、潜心研究、集智攻关、团结协作，促使我国高性能镁基功能材料在科技研发方面成功地取得突破性进展，也促进了科技成果落地实施、科研项目的全面可持续发展。邸慧敏说：“每次开组会，刘老师都会说要把实验成果落在实际上。每每听到这样的话语，我做实验都会更有目标感。”刘志启也说：“习近平总书记在讲话时多次提到要积极培育新能源、新材料等战略新兴产业，积极培育未来产业，加快形成新质生产力，增强发展新动能。我作为科研工作者，更应遵循习总书记指示，坚持科技报国，踏踏实实做好我擅长的事情，为培育发展新质生产力贡献自己的绵薄之力。”

 绿色产业研究院资助的部分实验设备

在促进科技成果转化的过程中，不仅有刘志启及其团队的踔厉奋发、笃行不怠，学校相关部门和学院也给予了大力的支持与帮助。校化学化工学院帮助刘志启完成团队及实验室建设，奠定了刘志启带领团队进行科研任务的基础。校绿色产业创新研究院在研究初期为刘志启团队提供了专业设备和中试场地，并在他们取得科研成果后辅导其逐步开展产业化，提供产业化实验场地和资金支持，帮助安与合新材料科技有限公司对接政府资源，申报各类基金，吸纳人才团队，组建主干研发力量。在安与合新材料科技有限公司可以对相关镁基材料进行小批量试验生产后，刘志启团队向学校申请职务科技成果赋权并作价入股，学校相关部门同意了这一申请，充分体现了学校对刘志启团队科技创新成果及促进其实现产业化发展的高度认可和大力支持。

刘志启说，团队将继续致力于高性能镁基功能材料的研发和创新，强化科研成果转化运用，推动我国镁基功能材料与国际接轨，为填补国家刚需行业空白不断努力，积极承担科研人的社会责任，有力促进我国新质生产力发展。

来源:安徽大学