山风旷野间,复材人的攻坚之路 ——专访2018实验室石墨烯复材技术团队负责人曹建苹

从研究院二楼写满公式的休闲角落,到三千七百米狂风呼啸的风场山巅;从烧杯仪器间的微观界面研究,到多方协调统筹的工程实践。新材料产业化之路从不是坦途,有高山现场的艰苦磨砺,也有团队并肩作战的温暖。曹建苹与团队秉持以材筑基,以行践知的韧劲,一步一步跨过实验室与产业之间的重重关山,让科研成果走向广阔的现实大地。

山风旷野间
复材人的攻坚之路

BGI大堂流水游鱼,二楼休闲区墙面写满科研人员随手留下的公式草图,理性科研气息裹挟人文温度。2019年曹建苹入职BGI,如今身兼2018实验室石墨烯复材技术团队负责人、中原石墨烯实验室特聘研究员、九三学社BGI支社主委多重身份。

她既要在实验室钻研蒙烯玻纤/树脂复材界面机理,又要奔赴海拔3700米高山风场直面工程现场的重重磨难。山顶狂风、被大风掀飞的雨棚、基站简易板房、默默吃泡面坚守的年轻队员,这些藏在报告背后的真实经历,照见新材料从实验室走向实地应用要翻越的现实沟壑。本期《墨园时讯》人物专访,走近曹建苹,感受科研人“兵来将挡,水来土掩”的实干坚守。

初入BGI
跳出实验室“自嗨”,追求真正能用的材料

来到BGI之前,曹建苹已在两家新型研发机构深耕高分子领域。她心中一直怀揣朴素的科研理想:研发的材料不能只有论文里漂亮的数据,更要真正实现产业落地。在她看来,科研最大的成就感,不来源于期刊上的亮眼图表,而是亲手做出来的材料,能够真正嵌入工业部件,接受真实工况的检验。很多科研人习惯于在论文中证明材料的优异性能,但如何把实验室的样品,转化为工业场景下稳定可用的产品,恰恰是很多新材料团队绕不开的难关。

科研最大的成就感,不来源于期刊上的亮眼图表,而是亲手做出来的材料,能够真正嵌入工业部件

2019年3月,曹建苹正式入职。BGI大堂水景游鱼,二楼休闲角落布满随手演算的公式草图,再加上北大的学术底色,让她心生敬意。选择BGI,离家近是现实考量,但更核心的是平台带来的成果转化机会。此前供职机构大多偏向基础研究,不少实验室试样单项性能亮眼,对接产业却屡屡碰壁。

“在实验室里,我们追求材料某一项性能拉满,可产业客户要的从来不是单一指标,而是综合性能。”曹建苹深有感触。做轮胎研发时,她曾做出合格轮胎样品,完成全套测试,只差装机验证;而风电复材的工程落地,才让她真切体会何为痛并快乐着:材料本身性能达标,只要某一道工艺出现短板,产品就无法交付。工程化的道路上,材料、工艺、装配、环境,任意一环出现疏漏,所有前期研发投入都有可能付诸东流。

多数博士会深耕单一细分领域,曹建苹却不断拓宽研究边界。2025年9月,2018实验室石墨烯复材技术团队正式组建,缘起风电叶片的现实痛点。碳纤维、有机纤维都拥有成熟配套的上浆剂,充当纤维的“保护膜”,承担界面结合的关键作用。但蒙烯玻纤属于全新功能材料,没有现成适配的上浆剂。团队核心任务,就是开发蒙烯玻纤专属上浆剂,解决蒙烯纤维的保护和与树脂界面结合难题,为蒙烯纤维的应用奠定基础。界面问题是所有复材中的短板,一旦失效,就会直接影响整体安全,这也是上浆剂研发容不得半点马虎的根本原因。

复材团队一共8人,曹建苹选人用人十分务实:踏实肯干放在第一位,其次看重成员主动思考的主观能动性,团队稳定性同样重要;科研能力可以后天培养,创新想法值得鼓励,但经费有限的前提下要优先解决主要矛盾,过于理想化、难以落地的构想只能暂时搁置。新材料攻关不是靠1-2个灵光一闪的点子,更多依靠日复一日的试验迭代,踏实的执行力远比天马行空的空想更加珍贵。

作为新组建团队,现阶段主要依靠院内经费支撑,定位是服务蒙烯纤维全场景应用,为工程化筑牢底层基础。单台5MW 陆上风机成本高达一千多为万元,吊装、塔架、运输、安装风险重重,还存在引雷、起火隐患,没有BGI平台加持,普通小团队很难接触这类大型工程项目。曹建苹常和队员开玩笑,现阶段刘老师就是团队最大的“市场人员”,为蒙烯纤维风电叶片防除冰样机挂机提供了强有力的支撑。

风场20天
3700米高山上,一场与狂风的艰苦鏖战

谈起风电项目,曹建苹依旧情绪难平,现场工程的艰难程度,远远超出实验室的预判。实验室的环境可控恒温恒湿,参数可以反复调试;但野外风场,天气、人员、设备全都是变量,充满不可预知的突发状况。书本与仿真软件无法穷尽高原旷野中会遇到的各类现实难题,只有真正扎到现场,才能看见技术图纸之外的重重考验。

2025年3月,曹建苹兼职接手风电技术工作。此前样机挂机出现各种问题,公司层面甚至提出叫停风电业务,刘老师判断原理可行,症结出在复杂工程环节。留给团队的时间仅有2个月,5月份就要开展蒙烯玻纤防除冰样机挂机准备,巨大压力扑面而来。

时间紧迫,来不及大规模从头开展基础研发,曹建苹选择做全流程隐患排查,梳理每一道工序潜在风险。过去整套作业仅做一次整体检测,她重新搭建节点检测体系:布面检测、电极喷涂检测、焊接检测、电热性能检测,上一道工序确认合格,方可流转下一环节,全套流程要完成5-6轮细致检验。工作量成倍增加,但团队没有一人抱怨。那段时间巨大的心理压力,让曹建苹夜夜失眠,脑子里反复推演每一个工序可能出现的漏洞。

真正的硬仗发生在海拔3700米的风场,部分团队成员上山驻场二十多天。通往山顶的道路被雨水冲刷得坑洼颠簸,单程开车就要一个半小时。山上气候多变,大风阵雨说来就来。为保护怕水的叶片部件,工作人员连夜搭建防雨棚,一夜狂风过后,棚子直接被整体吹跑,大家只能顶着凛冽山风重新搭建。

高原环境对人的考验残酷,施工工人轮番出现高原反应、发烧,只能下山休养。现场就近住在风机基站简易板房,两人一间,没有卫生间。团队一名新来的回族年轻队员白世建,现场没有适配的餐食,整整20多天驻场,他默默依靠泡面度日,从未主动诉苦、申请特殊照顾。这件事是后期私下聊天才被大家知晓。即便条件艰苦,他向团队同步的永远是现场学到的工程经验,看不到半句委屈。每每说起这名小伙子,曹建苹言语间满是动容,正是一个个普通年轻人的默默坚守,才撑过了项目最艰难的阶段。山上还有当地特有的巨型蚊虫,随身携带的驱蚊用品完全失效。

为挑选合适风机机位,曹建苹和同事整日满山踏勘,希望找到三台叶片都处于开阔平地的点位,最终未能如愿。确定机位后,需要搭建6-7米高脚手架完成测量,山顶狂风呼啸,高空作业风险时刻伴随。一整天奔波勘察结束,当晚直接飞回北京,山路颠簸带来的头脑恍惚感久久消散不去。

20天风场施工,没有惊天动地的技术突破,只有一遍一遍核对流程、排查隐患,把细小工序做实。大量工程问题无法依靠实验室仿真预演,只有站在山巅,才能看见图纸背后真实的现实困境。很多实验室中推演不出的细节,只有扎根现场才会暴露出来,这也是这次风场攻坚留给团队最深刻的教训。

京豫协同
打通从基础机理到工程落地的闭环

随着中原石墨烯实验室建设推进,曹建苹受聘成为中原石墨烯实验室特聘研究员,开启北京、河南双跨工作模式。

北京2018实验室复材团队扎根本地主攻基础机理,回答技术底层“为什么”;河南中原实验室承担工程样机落地,解决“怎么做出来、怎么用上去”,形成双向闭环。工程端现场故障反向回传北京,北京完成机理研究再输出方案给到工程端。

河南中原石墨烯实验室人员及实验室建设刚刚起步,人手缺口很大。曹建苹便从北京8人复材团队中调配人员前往支援。业务方向也从旧风机改造,拓展到一体化成型、柔性膜方案的全新路线,稳步向产业化迈进。跨地域协同同样存在现实纠结:上浆剂生产逻辑上越靠近蒙烯玻纤产线越好,但玻纤生产基地位于荆州,上浆剂放大生产选址落在河南还是荆州,仍在权衡论证。跨地域协同不只是人员调动,更意味着两地的实验记录、测试标准、沟通节奏都需要不断磨合对齐,这也是新型研发机构成果转化过程中绕不开的现实课题。

团队时间节点十分紧迫:今年完成两款上浆剂工艺放大,攻克蒙烯玻纤涂覆对应的工艺、设备难题;明年完成柔性膜部件地面测试,完成样机挂机。此前已经完成4台样机挂测,今年计划再挂2台,累计6套样机收集野外除冰实测数据。曹建苹心中期待,未来可以实现100台、1000台蒙烯玻璃纤维除冰样机,真正迈向产业应用。

履职担当
科研之外,做立足专业的建言者

除科研团队负责人,曹建苹同时担任九三学社BGI支社主委。在她看来,科技工作者参政议政,不是脱离科研的额外任务,而是立足科研人的专业视角观察行业现实。新材料产业发展有自身的痛点,科研人员身处一线,最能看见产学研转化之中真实的堵点。

按照上级区委考核,支社每年至少组织6场社员活动,充分征询社员兴趣,先后走访小米总部、深势科技等科技企业,开拓产业视野。同时开展参政议政培训,鼓励社员围绕石墨烯产业、人才培养、产学研转化输出建言献策。不少社员主动担当,刘欣一人每年就能产出10多条建议。支社也常态化开展社史学习与思想教育。

九三学社汇聚大批科技、医疗领域高知人才,社员交流联谊,时常碰撞出新的科研合作契机。她寄语研究院青年科研骨干与支社青年社员:正值奋斗的年纪,不要躺平,科研路上成功是收获,失败同样是宝贵成长。

多重工作交织,好在复材团队成员主观能动性强,每两周1次组会同步进展、分配任务,大家都能主动推进落实。支社组织委员王素素、宣传委员侯丹丹分担大量事务性工作,让曹建苹可以把主要精力投入风电项目的资源协调。

从追求完美到追求价值
于多重角色中,守一份科研初心

“做科研要完成一次根本性的思维跃迁——从追求材料完美,转向追求市场价值。”这是刘老师对科研人员的期望,也是曹建苹面对困境的内心信条,难题来临便直面解决,没有跨不过去的坎。她评价自己,是一个责任感强、做事靠谱的人。

从前她喜欢用笔记录生活点滴美好,如今繁重工作挤占大部分精力,已经很久没有动笔。闲暇时光大多用来陪伴孩子出游,属于自己的旅行几乎成为奢望,期待往后压力放缓,重拾这份爱好。

对于BGI石墨烯复材赛道,她有着朴素真切的期盼:希望团队自研多款上浆剂真正落地产线,为蒙烯纤维筑牢界面保护根基;希望风电样机从少量试验挂测,走向上百台、上千台的规模化产品,让蒙烯玻纤真正在山野风机叶片上发挥价值。

山风旷野间,复材人的攻坚之路 ——专访2018实验室石墨烯复材技术团队负责人曹建苹

团队合影

从研究院二楼写满公式的休闲角落,到三千七百米狂风呼啸的风场山巅;从烧杯仪器间的微观界面研究,到多方协调统筹的工程实践。新材料产业化之路从不是坦途,有高山现场的艰苦磨砺,也有团队并肩作战的温暖。曹建苹与团队秉持以材筑基,以行践知的韧劲,一步一步跨过实验室与产业之间的重重关山,让科研成果走向广阔的现实大地。

本文来自北京石墨烯研究院,本文观点不代表石墨烯网立场,转载请联系原作者。

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