新“芯”閃耀｜哈工大這支跨學(xué)科團隊一舉奪金

記者從哈爾濱工業(yè)大學(xué)獲悉，前不久，在中國國際大學(xué)生創(chuàng)新大賽的舞臺上，由哈工大材料科學(xué)與工程學(xué)院、航天學(xué)院、化工與化學(xué)學(xué)院碩博學(xué)生組成的團隊一舉奪金。他們突破了傳統(tǒng)熱控技術(shù)的桎梏，開發(fā)出新型熱電模塊產(chǎn)品，以出色的科研成果和創(chuàng)新實力讓人眼前一亮，他們在實驗室里通宵達旦，在關(guān)鍵節(jié)點上大膽嘗試，用一次次突破展示了未來的熱控新“芯”。今天，讓我們走近這個新“芯”的團隊。

跨學(xué)科融合 破解技術(shù)迷局

故事的序幕緩緩拉開，時間回溯到2023年3月團隊剛組建的時候。

“熱控技術(shù)的復(fù)雜性決定了它需要材料科學(xué)、力學(xué)、化工與化學(xué)等多學(xué)科深度融合，多學(xué)科視角往往更容易解決根本性難題?！辈牧峡茖W(xué)與工程學(xué)院隋解和教授希望同學(xué)們能組建一支多學(xué)科交叉融合的團隊。

在隋老師和復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)研究所李垚教授的幫助下，材料科學(xué)與工程學(xué)院2021級博士研究生朱鈺可帶領(lǐng)團隊很快聯(lián)系到了計算模擬、建模仿真、界面材料設(shè)計和器件封裝相關(guān)領(lǐng)域的碩士研究生、博士研究生，開啟一段全新的科研旅程。

科研的道路上，從來就沒有一帆風(fēng)順。朱鈺可和材料科學(xué)與工程學(xué)院2024級博士研究生吳昊在調(diào)研高功率設(shè)備時發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的被動散熱技術(shù)在應(yīng)對高效能發(fā)熱元件時常出現(xiàn)“力不從心”的情況，熱量積聚嚴重，導(dǎo)致設(shè)備效率下降、甚至發(fā)生故障。團隊希望開發(fā)出新型熱電模塊產(chǎn)品，而熱電材料性能優(yōu)化、新型熱控模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計和熱控裝備開發(fā)等都是困擾他們的難題。

面對粉末冶金碲化鉍材料熱電性能低的難點，朱鈺可憑借在材料領(lǐng)域豐富的經(jīng)驗帶領(lǐng)大家一步步攻克難關(guān)，不斷進行燒結(jié)工藝調(diào)控和成分優(yōu)化。當午夜的鐘聲敲響，他們依然沉浸在數(shù)據(jù)的海洋中，清晨的第一縷陽光還未驅(qū)散夜色，他們早已坐在實驗設(shè)備前，面對百余次實驗數(shù)據(jù)的失敗也并不氣餒。

在與隋老師的討論中，朱鈺可發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)律都指向了材料的各向異性，他立刻著手，基于層狀材料的范德華鍵易斷裂的特點，最終提出了層狀晶體堆疊熱變形方法，成功制備出強織構(gòu)碲化鉍這一用于熱電制冷模塊的核心材料，并提出了組織結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)各向異性協(xié)同優(yōu)化碲化鉍熱電性能的新策略，攻克了材料性能優(yōu)化的核心難題，相關(guān)成果發(fā)表在《細胞》（Cell）子刊《焦耳》（Joule）上，并獲批首批國家自然科學(xué)基金青年博士項目。

在同學(xué)們大膽創(chuàng)新、不懈努力下終于找到了可行的方法。雖然辛苦，但收獲也很大，每一次克服困難，每一次實驗后的復(fù)盤，每一個問題的提出，都帶來了無盡的快樂和成就感。

化工與化學(xué)學(xué)院2021級博士研究生劉東奇和小伙伴們的加入，讓團隊在界面材料設(shè)計領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更加精準的擴散反應(yīng)動力學(xué)預(yù)測和控制，在力學(xué)方向也取得更加可靠和抗沖擊的器件結(jié)構(gòu)，正是這種突破，讓產(chǎn)品的應(yīng)用場景也更加廣闊，可用于衛(wèi)星、航天器以及深空探測等飛行器運行。

“跨學(xué)科的團隊合作實現(xiàn)了1+1大于2的效果，多學(xué)科的知識補充拓寬了我們的思路，激發(fā)了更多創(chuàng)新靈感。”劉東奇說。

全方位服務(wù) “點燃”創(chuàng)新引擎

哈工大在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)方面擁有豐富的資源和完備的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，讓團隊更加如虎添翼。

吳昊在本科時就選修了學(xué)校開設(shè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，包括創(chuàng)業(yè)理論課、基礎(chǔ)課、管理課、實踐課、法律課、領(lǐng)導(dǎo)力提升課和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)通識課，這些都為他們打下了堅實的理論基礎(chǔ)。

“學(xué)校還定期舉辦各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)，剛剛參加的‘鯤鵬訓(xùn)練營’和‘天壹訓(xùn)練營’從PPT制作、演講技巧、著裝禮儀到團隊協(xié)作、項目孵化都做了詳盡的指導(dǎo)，讓我們受益匪淺?！?023級材料科學(xué)與工程學(xué)院博士研究生焦磊說。

“哈工大創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院老師經(jīng)常和我們一起通宵討論項目細節(jié)，推敲商業(yè)模式，這對我觸動很大，讓我更有信心能把它做好。” 朱鈺可說。

“學(xué)校堅持以賽促學(xué)、以賽促練、以賽促創(chuàng)，積極打造校企指導(dǎo)教師團隊，尋找更多優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新資源平臺，深化校企項目對接，推動更多優(yōu)質(zhì)項目落地生根，為青年科技人才筑夢之旅‘保駕護航’?！苯?jīng)常給團隊進行指導(dǎo)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院老師說。

材料科學(xué)與工程學(xué)院相關(guān)負責(zé)人經(jīng)常深入備賽現(xiàn)場，指導(dǎo)主創(chuàng)成員修改項目材料。哈工大國家大學(xué)科技園、哈工大先進技術(shù)研究院與哈工大蘇州研究院在項目備賽階段也從商業(yè)維度對成員進行了全方位的培訓(xùn)。

而在黑龍江省組織的集中培訓(xùn)中，他們在與優(yōu)秀項目團隊和專家的切磋交流中，不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量。每一次交流都是一次思想的碰撞、一次智慧的火花四濺。

從課堂到實踐 理論知識“變現(xiàn)”

當團隊帶著設(shè)計的熱電模塊產(chǎn)品在成果展上亮相時，仿佛看到了夢想照進現(xiàn)實的一刻。投資方、老師和學(xué)生的關(guān)注與咨詢?nèi)绯彼阌縼?，讓他們感受到前所未有的成就感。一些企業(yè)和投資機構(gòu)更是對他們的產(chǎn)品表現(xiàn)出了濃厚的興趣和合作意向。

“能把在課堂上學(xué)到的理論知識變成實際成果，所有實驗中的堅持和不眠夜都值了?！?材料科學(xué)與工程學(xué)院2023級博士研究生王蘭坤說。

回首來時路，同學(xué)們坦言，在哈工大學(xué)習(xí)多年，“規(guī)格嚴格，功夫到家”的哈工大校訓(xùn)對他們產(chǎn)生了深刻影響，并貫穿到學(xué)習(xí)和生活的各個方面，在做實驗準備比賽時，每個細節(jié)都經(jīng)過同學(xué)們的反復(fù)推敲和驗證，力求達到最優(yōu)配置，才取得了今天的好成績。

材料科學(xué)與工程學(xué)院2022級碩士研究生王星粵說：“通過這次比賽，我們的創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)技能和團隊協(xié)作能力都得到了提升，更激發(fā)了我們的創(chuàng)業(yè)熱情。接下來的研究，我們要以需求為導(dǎo)向，用在課堂和實驗室學(xué)到的知識解決實際問題，在創(chuàng)新實踐中增本領(lǐng)、長才干?！?/p>

梁英爽 哈爾濱日報記者 紀天偉 王鐵軍