当5G光模块、AI设备越来越小巧精密，微小空间的散热控温，已经成为制约硬件性能的关键关卡。微型半导体制冷芯片是解决这一难题的重要路径，但作为芯片核心的碲化铋热电材料，长期面临高热电性能与高强度难以兼顾的困境。
依托湖北省博士创新站平台，武汉科技大学冶金与能源学院教师胡晓明带领团队，与湖北赛格瑞新能源科技有限公司深度合作，把高校实验室搬到企业生产一线，啃下热电材料产业化硬骨头。
该项目成功入选中国科协全国博士创新站典型案例，也成为武汉培育科学企业家，推动科学家与产业双向成长的生动实践。
实验室难题车间解：脆性材料实现“变形不开裂”
“高校里面做科研，你的问题主要是来自文献。在企业里面做科研，你的问题是来自市场应用，来自生产实际的需求，那是不一样的。”胡晓明深有感触地说。
胡晓明（右）
胡晓明与赛格瑞的合作，早在读博阶段就已经开启，课题组多项科研成果此前就在企业完成转化。湖北省博士创新站申报通知发布，双方顺势搭建起产学研协同创新平台，主攻取向纳米晶碲化铋热电材料产业化。
碲化铋属于脆性无机非金属材料，如同石头一般，受力极易碎裂。传统制备路线进退两难：区域熔炼得到的材料晶粒粗大，力学强度差；粉末烧结产品强度提升，热电性能又出现短板，难以适配微型制冷芯片的严苛要求。
想要同时拿到好性能、高强度，必须实现脆性材料的塑性变形，这是横亘在团队面前的“拦路虎”。
团队跳出热电材料固有思维，把金属加工成熟的三向压应力热挤压技术跨界引进过来。一次次调试模具结构、迭代工艺参数、优化材料成分，终于实现脆性碲化铋材料塑性变形不开裂，制备出取向纳米晶结构，同步把热电转换性能和力学强度提上来，突破国产材料的技术短板。
项目基础研究从2020年正式启动，研发周期漫长。这支联合队伍实行“高校、企业两头扎根”的工作模式：9名博士组成的高校团队一部分长期驻厂，深度跟进生产试验，另一部分留守学校，负责测试分析机理研究；企业端配套4名硕士、6名本科研发人员，主攻模具调试、工艺落地。双方坚持每周召开研发例会，遇到生产难题集思广益，共同寻找解决方案。
双向赋能育新人：科学家练市场思维，企业抢占赛道先机
实验室做出合格样品，不等于生产线可以稳定量产。从论文成果走向批量供货，要跨过一道工程实践的鸿沟。
“有时候它就不只是学术上要解决的问题了，因为它更多的是工程问题，实践的问题，包括这个过程的控制问题。”胡晓明表示，高校做实验，往往重点关注材料性能指标，容易忽略成本、产品一致性、外观瑕疵等现实问题。
可面向市场，制造成本不能太高，每一批次产品性能均匀稳定、无裂纹缺陷，是客户最基本的要求，设备调试、全流程工艺管控，每一环都考验产学研团队的综合能力。
凭借热电性能、力学强度双重优势，叠加规模化量产带来的成本下降，这款自研热挤压工艺热电材料快速打开市场，淘汰市面上多数传统产品，拿下细分市场90%以上份额，广泛应用在5G通信光模块、AI设备、机器人精密温控场景，打破国外高强高优值热电材料垄断，实现国产替代，为企业带来数亿元经济效益，成为企业核心主打产品。
博士创新站不止产出技术产品，更是人才双向成长的孵化器，契合武汉培育科学企业家的导向：既让高校科研人员跳出书本，读懂产业真实诉求；也帮助企业技术人员接触前沿基础研究，成长为懂技术懂市场的复合型人才。
对于高校团队来说，扎根企业一线，真切看懂终端客户需要什么，解决实际工程难题的能力、对接产业应用的能力得到充分锻炼。对于企业，借助博士团队的科研实力，快速攻克核心材料瓶颈，抢占细分赛道头部地位。
胡晓明介绍，双方合作氛围融洽，后续博士创新站将继续向着更高热电优值、更强力学强度发起攻关，优化全流程生产可控性，提升生产效率与产品品质。
同时，加大高层次人才联合培养，一方面淬炼现有团队，另一方面面向行业引进优质人才，进一步拓展产品线布局，持续打通从实验室成果到产业落地的转化通道，让更多高校科创力量赋能武汉产业高质量发展。
鄂公网安备: