來源:上海教育新聞網
作者:劉時玉 徐舟
時間:2023-10-18 13:54:44
剛剛得知自己獲得國家獎學金的消息,華東理工大學錢晟同學就發微信給張震老師,“感謝張老師和學長的指導、陪伴,讓自己取得了以前‘不敢想的榮譽’”。
據了解,在華東理工大學物理學院青年教師張震指導的這支本科生科創團隊里,短短4年間,8位同學獲得直博北大以及保研北京大學、浙江大學、同濟大學、中南大學等高校的資格,3位同學進入本校材料學院讀研深造,1位同學簽下了美團后端開發崗位的offer,合計有10人次獲得國家獎學金、國家勵志獎學金、上海市獎學金,2人獲得學校大學生年度人物和“榜樣力量代言人”的稱號。
究竟是什么樣的魔法棒,把這群“小白”點化成“牛人”的呢?
團隊部分成員合照
成果轉化!“合金墨水”批量應用于印刷生產
2019年,張震老師博士畢業入職華理后,就投入到指導學生的科創研究之中,聚焦于柔性電子增材制造領域。
隨著人工智能、5G、物聯網等行業的快速發展,可彎曲折疊的柔性可穿戴電子產品成為消費電子行業的重要發展方向,而柔性電路制備成為其中的關鍵點。
傳統制備柔性電路的方式是“減材制造”,即通過刻蝕柔性覆銅板來制備柔性電路,前后10余道工序,不僅工期長達一星期,而且原料利用率小于10%,污染、浪費都很嚴重。那么,是不是能夠像現在的印刷一樣,把電路“印”在基材上呢?張震老師團隊就選取了這種“柔性電子增材制造”的路徑。
張震老師指導學生開展實驗研究
不過,這條路徑也有瓶頸——作為柔性電子增材制造的關鍵原料,“電子墨水”目前還面臨著印刷電路導電性差,與基材結合力弱,燒結溫度高易破壞柔性基材等缺陷,不能滿足工業應用的要求。
痛點就是創新的起點,張震老師開始指導學生研究如何升級柔性電子智能制造,目前已開發出綜合性能優異的原創成果——“合金墨水”。
據介紹,這種以錫鉍合金微球作為金屬粘結劑的三元復合導電油墨,可以通過瞬時液相擴散焊連接銅微球、錫微球,形成長程連續導電通路,具有燒結溫度低、導電性能好、直寫印刷精度高等優點,可應用在柔性印刷電路板(FPCB)的直寫生產、柔性混合電子的焊接封裝、柔性傳感器等電子元件的印刷生產等方面。
學生團隊于實驗室開展實驗研究
圍繞相關技術,“合金墨水”項目團隊目前已累計申請獲得8項發明專利和實用新型專利以及6項軟件著作權,發表4篇學術論文,先后榮獲第十八屆“挑戰杯”上海市大學生課外學術科技作品競賽特等獎、第十五屆全國大學生創新創業年會“我最喜愛的項目”等10項省部級以上榮譽,并入選“高等教育這十年——實踐創新·大學生創新創業成果展”。
與此同時,在產業化道路上,“合金墨水”項目依托華理科技園積極轉化研究成果,通過中試驗證,實現公斤級的批量化生產,送樣給上海理凱材料科技有限公司、廈門銀方新材料科技有限公司等企業測試,成功應用于柔性混合電子封裝和柔性電路印刷生產中,實現了初步合作。
學生團隊與合作企業開展技術交流
自討苦吃!以堅持與努力直面挑戰
“科創實踐就是要‘自討苦吃’?!蔽锢韺W院大四學生唐榿澤說。這位將錢晟引上科創路的“唐學長”從小就是個電子迷,高考報志愿時,毫不猶豫地選擇了華東理工大學光電信息科學與工程專業。
大一一開始,唐榿澤就參加了學校創新創業教育中心組織的“周四創談”“師生雙選會”等活動,從優秀的“雙創”項目與競賽案例中學習經驗,并在學?!氨妱摽臻g”里結識了來自材料學院、商學院和藝術學院的潘一、王保余、管曉彤等同學,組成了一支大學生創客團隊,在張震老師指導下,開展柔性印刷電子材料與器件的研究與轉化工作。
以“挑戰杯”和“互聯網+”為代表的各類競賽,是國家深化創新創業教育改革的重要載體。同學們從“大創”項目起步,從課題研究到備賽參賽,歷經選題立項、技術攻關、轉化落地、融資推廣、層層路演等多個環節的磨礪。
走前人沒有走過的路,自然就要不斷地“吃苦”,回望整個技術研發及成果轉化過程,不僅工作量巨大,而且困難重重。例如,合金微球作為金屬粘結劑,在導電通路構筑方面發揮著至關重要的作用,為了提高“合金墨水”金屬含量與印刷性能,需要合成球形度高、表面光滑致密的合金微球,為此,團隊嘗試了高溫熔融、高速剪切、電沉積等多種方案,仍無法獲得滿意的形貌。
學生團隊配制“合金墨水”
遇到瓶頸了,怎么辦?“唯有堅持與努力?!?span style="text-indent: 2em;">張震老師引導大家回歸問題本質,一起剖析晶體的成核生長過程。同學們受啟發而提出了錫鉍晶體共還原工藝,通過不同晶體間的互擾,形成無定形的納米種子,進而通過控溫熟化實現高球形度合金微球尺寸的靈活調控,這樣,以此為填料的“合金墨水”的導電性能和印刷性能都大幅度提升。
一路克服難關屢獲佳績,在唐榿澤看來歸功于兩點,一是團隊成員的密切合作,“一天一總結、兩天一討論成為團隊的日?!?,二是張震老師的悉心指導和長久陪伴,保障團隊高效運轉,“做好過程,結果就差不了”。
“創新往往伴隨著挑戰,克服了挑戰,便取得了進步?!眻F隊成員、物理學院大三學生季鑫說。
學生團隊開展中試驗證
以創筑夢!科創“小白”的實現蛻變
錢晟用“以創筑夢”一詞來形容自己的成長。據介紹,大一時候的他雖然也關注個人發展,但注意力主要放在考試成績和課程學習上,大二時候唐榿澤等“牛人”學長的宣講,讓他感受到了巨大的差距,就此也加入了張震老師的科創團隊。
“通過科創訓練,我學會了自主思考問題的本質,學會了以個人優秀帶動團隊卓越,學會了提高效率不拖沓?!卞X晟說,遷移到做學生工作上,也從只是完成老師布置的工作,變成能主動和老師交流、主動策劃活動。正是圍繞著“主動”二字的改變,給他帶來了以前“不敢想的榮譽”。
這種蝶變同樣發生在物理學院大四學生范世昌身上。從大一時候空有一腔熱血的“科創小白”,到如今能夠獨立設計實驗并以共同第一作者身份發表影響因子8的SCI論文,從大一學年成績排名年級中游,到大三學年專業第一并獲得國獎,范世昌獲得了驚人的成長?!皬埨蠋熣f,只有和課題待得時間夠久,才能將問題思考得更加深入,提出獨到的解決思路,兩年多的全心投入讓我更加領悟到課題本質和專業學習的方法?!眲倓偒@得保研北大資格的范世昌說。
學生團隊進行學術研討
回顧科創“小白”的蛻變之路,唐榿澤記憶猶新的是一次校內的答辯輔導會。在模擬答辯時,因為氛圍輕松,他不自覺地挽起了袖子,晃起了身體。張震老師注意到了這個細節,會后對小唐說:“平時怎樣,舞臺上就會怎樣,只有認真對待每一次模擬,你才能有機會在比賽時發揮出應有的實力?!睆拇?,小唐將“腳踏實地做人,精益求精做事”記在心里,最終成功直博北大。
對藝術學院大四學生管曉彤來說,這場跨學科的科創之旅讓她體會到的是另一種魅力。在團隊里,她的任務是將項目技術更好地對接到應用場景上以及將技術更加清晰明了地展示給聽眾。她也不負所托,為團隊獲得多項專利作出了重要貢獻。
“這場融合‘設計+技術’的探索,激發了我的科研興趣,也讓我從藝術學位跨專業保研到浙大的工學學位,未來我將更深入地了解領域內相關知識,進一步拓展學術視野?!惫軙酝f。
學生團隊進行實驗方案論證
知識學習更加主動,專業素養顯著提升,創新精神、團隊意識、思維能力大大增強,應該讓“以創筑夢”成為更多同學的信念!近年來,這支團隊積極參加學校的“通海茶敘”“朋輩講堂”等活動,先后帶動來自6個學院的50余名本科生開展科創實踐,推動柔性電子技術升級。
“我們將繼續圍繞專業所學,將創新創業作為一種習慣、一種精神追求、一種生活方式,努力成長為創新型、復合型的多樣化人才?!碧茦仢蓪ξ磥沓錆M憧憬。