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  橡膠行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，其應(yīng)用場(chǎng)景有日常生活不可或缺的日用、 醫(yī)用等方面，并且向交通、建筑、機(jī)械、電子等重要工業(yè)和機(jī)器人以及人工智能等新興產(chǎn)業(yè)提供各種橡膠制品或橡膠元件，產(chǎn)業(yè)十分廣闊。

  根據(jù)中國(guó)橡膠工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2017年我國(guó)橡膠消耗量為1010萬(wàn)噸，其中天然橡膠540萬(wàn)噸，合成橡膠450萬(wàn)噸。已經(jīng)連續(xù)多年居世界第一位。

  橡膠行業(yè)在發(fā)展的同時(shí)，也面臨環(huán)境、資源、創(chuàng)新等問(wèn)題。

  有這樣一支團(tuán)隊(duì)，是全世界高校中最大的研究橡膠材料研究隊(duì)伍，圍繞橡膠材料的強(qiáng)化、功能化、全壽命周期綠色化，堅(jiān)持橡膠材料與資源、環(huán)境、能源、生命健康及國(guó)防間的深度交叉，堅(jiān)持基礎(chǔ)研究及創(chuàng)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)。這是北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院（簡(jiǎn)稱(chēng)，“北化材料學(xué)院”）院長(zhǎng)張立群帶領(lǐng)的一支科研團(tuán)隊(duì)，他們?nèi)〉昧死劾鄞T果，成果轉(zhuǎn)化和技術(shù)支持惠及到百余家企業(yè)。

  這支團(tuán)隊(duì)的研究方向是什么？在橡膠材料領(lǐng)域取得什么樣的成果？橡膠材料未來(lái)的暢想是怎么樣的？記者有幸與北化材料學(xué)院院長(zhǎng)張立群對(duì)話，以下是內(nèi)容整理。

  記者：院長(zhǎng)您好，請(qǐng)您介紹一下您的團(tuán)隊(duì)情況及研究方向有哪些？

  張立群：我們團(tuán)隊(duì)是一支比較大的團(tuán)隊(duì)，目前有260名碩士與博士研究生，同時(shí)還有30余名教師及十幾名外聘的職工。目前是在全世界高校里邊最大的研究橡膠材料的隊(duì)伍之一。橡膠元件是國(guó)民經(jīng)濟(jì)跟國(guó)防軍工的重大需求，團(tuán)隊(duì)主要圍繞著橡膠材料的強(qiáng)化、功能化和綠色化，同時(shí)兼顧材料與資源、環(huán)境、能源、生命健康以及國(guó)防的交叉來(lái)展開(kāi)研究。團(tuán)隊(duì)一直堅(jiān)持從基礎(chǔ)到應(yīng)用，重視本學(xué)科的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，同時(shí)把基礎(chǔ)問(wèn)題的研究作為創(chuàng)新技術(shù)的支撐。

  研究方向方面。從材料的分類(lèi)來(lái)看在原材料上主要研究對(duì)象包括生物基橡膠材料、蒲公英橡膠材料、熱塑性彈性體材料及下一代的高性能的輪胎橡膠材料；從材料改性研究角度來(lái)講，除了納米增強(qiáng)改性，還有很多其他帶有功能性的改性，包括阻燃、耐油、耐磨、阻尼、消聲、高導(dǎo)電、熱界面材料；另一個(gè)方向是橡膠材料綠色化技術(shù)，主要是整個(gè)橡膠制品的回收跟再利用，我們主要是通過(guò)斷交聯(lián)鍵技術(shù)將橡膠制品比如輪胎變?yōu)榭稍偕馁Y源材料，整個(gè)技術(shù)往綠色環(huán)保方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化。

  此外，還包括橡膠材料理論的問(wèn)題，都是我們研究的內(nèi)容。

  記者：團(tuán)隊(duì)取得了哪些科研成果？

  張立群：團(tuán)隊(duì)的科技成果惠及到了國(guó)內(nèi)近百余家的企業(yè)，與百余家企業(yè)展開(kāi)了科技合作，現(xiàn)在非常緊密合作的大概有30余家。包括輪胎、輸送帶、密封、減震等幾大領(lǐng)域，也包括合成橡膠、天然橡膠等原材料領(lǐng)域，與上述領(lǐng)域的龍頭公司展開(kāi)合作。

  在技術(shù)成果方面有很多，比如我們研發(fā)出一套自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)。一般傳統(tǒng)的橡膠在回收再利用時(shí)，需要將交聯(lián)鍵打斷，才可以重新再加工。能不能通過(guò)某種技術(shù)將橡膠轉(zhuǎn)化成熱塑性塑料一樣可以反復(fù)加工和使用，這一直是很大的方向。后來(lái)研發(fā)出動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)，它可以使一系列的橡膠轉(zhuǎn)變成熱塑性的硫化橡膠，可以反復(fù)加工、回收再利用。該技術(shù)可以應(yīng)用在比如說(shuō)高速鐵路、建筑行業(yè)、電子電器、汽車(chē)交通等領(lǐng)域。目前，使用該技術(shù)的企業(yè)已成為世界第三大熱塑性硫化膠的生產(chǎn)企業(yè)，并且于A股上市。該技術(shù)也獲得了國(guó)家獎(jiǎng)項(xiàng)。

  目前，企業(yè)每年在北化設(shè)立的合作獎(jiǎng)學(xué)金、專(zhuān)項(xiàng)獎(jiǎng)學(xué)金接近200多萬(wàn)。團(tuán)隊(duì)一共授權(quán)了發(fā)明專(zhuān)利大約有200余項(xiàng)，申請(qǐng)了約400多項(xiàng)。整個(gè)團(tuán)隊(duì)獲得的國(guó)家獎(jiǎng)有三項(xiàng)，同時(shí)還獲得一些國(guó)際的獎(jiǎng)項(xiàng)。

  記者：在綠色橡膠材料這一方向做的工作有哪些？

  張立群：比如在輪胎回收方面，現(xiàn)在的輪胎都是采用化學(xué)交聯(lián)的。國(guó)家每年有420萬(wàn)噸的再生橡膠來(lái)自輪胎回收，但是傳統(tǒng)的回收再利用技術(shù)在相對(duì)開(kāi)放式的環(huán)境進(jìn)行。溫度高、產(chǎn)生煙氣，造成污染。

  我們目前研發(fā)出逐步淘汰傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)，該技術(shù)不是把硫磺拿走，是將硫磺交聯(lián)鍵打斷。它是一套封閉的、連續(xù)的、自動(dòng)化程度高的多階螺桿連續(xù)動(dòng)態(tài)脫硫技術(shù)。該技術(shù)已經(jīng)在全國(guó)六家企業(yè)推廣運(yùn)用，中國(guó)最大的輪胎公司也已經(jīng)運(yùn)用該技術(shù)架設(shè)了一條線，而且技術(shù)出口到斯洛伐克，“一帶一路”也設(shè)了點(diǎn)。目前，技術(shù)還在不斷地更新中，如果能鋪開(kāi)應(yīng)用，能為國(guó)家420萬(wàn)噸再生橡膠的綠色化、連續(xù)化、智能化生產(chǎn)提供解決方案。

  記者：橡膠行業(yè)未來(lái)有什么樣的暢想？

  張立群：無(wú)論是材料還是制品、加工技術(shù)、制造技術(shù)，都會(huì)不斷的向前發(fā)展。比如現(xiàn)在我們?cè)谧隹山到庀鹉z材料。橡膠在溫和條件下，自然存放可達(dá)到50年沒(méi)有任何問(wèn)題，實(shí)際上高分子材料是很難降解的。比如輪胎領(lǐng)域，我們的思路是做可控降解的輪胎的胎面，比如載重輪胎的胎面，服役期一般都是一年以?xún)?nèi)。其磨掉的粉都掉在道路、河流、田野，可能有潛在的對(duì)土壤的一種污染性，不過(guò)這個(gè)還需要更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u(píng)估。如果研發(fā)出可降解的輪胎胎面，輪胎在使用過(guò)程中，其顆粒流向田間、河渠，慢慢降解掉，更為環(huán)保。這方面的的需求其實(shí)是非常大，只不過(guò)也是很有挑戰(zhàn)性。

  橡膠會(huì)不斷的創(chuàng)新發(fā)展，甚至被寄望有顛覆性的發(fā)展。比如橡膠材料，目前從它的分子設(shè)計(jì)上，我們可能更多的引入基因組的手段。讓它的設(shè)計(jì)更為先進(jìn)，合成更為精準(zhǔn)，整個(gè)化工的合成過(guò)程更為節(jié)能、環(huán)保、綠色、自動(dòng)化安全性高。這一過(guò)程中有巨大的挑戰(zhàn)，但是存在非常有意思的問(wèn)題在里頭。以輪胎為例，我們希望將來(lái)的輪胎都是智能的，它能隨時(shí)在行駛過(guò)程中報(bào)告所有的信息，包括胎溫、胎壓、行駛狀態(tài)、胎內(nèi)故障，或者希望輪胎可適應(yīng)全地形路況。

  另外，生命健康產(chǎn)業(yè)將來(lái)發(fā)展會(huì)非常快。生命健康產(chǎn)業(yè)有彈性體橡膠材料的應(yīng)用場(chǎng)景。比如我們正在跟北京一家醫(yī)院合作研發(fā)人工頸椎間盤(pán)，該項(xiàng)目包含智能設(shè)計(jì)，如何根據(jù)每個(gè)人的個(gè)性量身打造并且與人體頸椎間盤(pán)完全仿生的這樣的一種彈性元件，替代原先的融合手術(shù)。將來(lái)要做的事情還很多，隨著人類(lèi)腳步的發(fā)展，人類(lèi)還要到太空、深海里去，橡膠材料和制品肯定還會(huì)不斷地發(fā)展進(jìn)步。

  記者：中國(guó)邁向材料強(qiáng)國(guó)的途中，作為材料人如何做？

  張立群：材料是人類(lèi)發(fā)展的一個(gè)基礎(chǔ)。從學(xué)界的角度而言，材料人要注意兩個(gè)問(wèn)題。一是要做得深入，一定要抓住本領(lǐng)域或者細(xì)分領(lǐng)域的最主要的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，依靠先進(jìn)的手段把基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題逐步研究更深更透，這永遠(yuǎn)不能拋棄的。這是支撐材料人理解問(wèn)題、進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的必要條件，是基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題。

  二是要有一個(gè)非常活躍的思維，要進(jìn)行前沿探索，不斷創(chuàng)造新的東西。但是在創(chuàng)造新東西的時(shí)候，一個(gè)重要的方面之一是一定要深刻的理解或主動(dòng)性去感知，人類(lèi)生活、科技、未來(lái)發(fā)展中的重大需求，以重大需求為導(dǎo)向，有意識(shí)、有目的去發(fā)展一些先進(jìn)的材料。理解從設(shè)計(jì)到合成、制備、應(yīng)用全鏈條，可以更節(jié)省我們的時(shí)間，更好的能提高效率。

  另外，中國(guó)材料的產(chǎn)業(yè)界，也一定要把控人類(lèi)的重大需求、把控社會(huì)的需求，從中尋找問(wèn)題開(kāi)發(fā)原創(chuàng)性的產(chǎn)品。放棄追蹤、仿制，跟隨別人，才能做出原創(chuàng)東西。

  此外企業(yè)在實(shí)踐原創(chuàng)的過(guò)程中，一定要注意產(chǎn)學(xué)研全鏈條的合作，把最優(yōu)秀的隊(duì)伍抓到手，通過(guò)科研體制，把重大需求問(wèn)題解決了，盈利也就實(shí)現(xiàn)了。