编者按：春意盎然的三月，即将迎来“三八”国际妇女节。巾帼不让须眉的“她”力量，与创新为伴，与专利为伍。值此之际，本报推出特别策划，展现女性发明家拼搏进取、创先争优的最美奋斗风采。
特种材料跑出“娘子军”
她，一直与尼龙打交道，直至攻克“卡脖子”技术，成为中国专利金奖的第一发明人。她就是中国科学院化学研究所研究员、工程塑料重点实验室副主任董侠，自2003年从中国科学院化学研究所博士后出站以来，至今已有20余年，芳华二十载，终得其所愿。
攻克“卡脖子”材料
尼龙是聚酰胺材料的商品化名称。从衣服、鞋子到包包、帐篷，从汽车到高铁，甚至还有飞机、卫星等高科技产品，都有尼龙的身影。长碳链聚酰胺弹性体是一类特殊的尼龙弹性体，具有质轻、化学稳定、高弹、耐磨、耐低温等特点，在运动、医疗、服装等诸多领域应用广泛。曾经很长一段时间，这类材料依赖进口，其售卖价格更是不菲。
上世纪90年代，我国加大各类新材料研发步伐，发现在特殊领域用到的材料，如汽车油管上用的尼龙材料大多依赖进口。为了实现国产替代，我国发明的生物发酵法制备二元酸技术，解决了单体原料来源问题，实现了 AABB型长碳链尼龙的国产化。
“我之前一直做分子物理和化学及材料改性与高性能化相关研究工作，对这一新材料产生了很大的兴趣，于是从长碳链尼龙的开发和改性研究入手，发现酰胺基团能够带来巨大的性能差异。通过调节酰胺基团在分子链上的密度，可得到不同的尼龙材料，真是越做越有兴趣。同普通的尼龙相比，长碳链尼龙加工温度低、耐低温性更好，被称为柔性尼龙，可用作汽车油管、气刹管等产品制备，但却不能满足更软更弹的需求。”于是，董侠与团队在长碳链尼龙的基础上，做了分子嵌段结构设计。
“分子嵌段就好比‘双节棍’，一段软一段硬的分子交替着聚合起来，就变成了长碳链尼龙弹性体材料。”董侠介绍，这也是获得中国专利金奖技术的核心点。
从分子结构来调节，制备的材料可软可硬。“双节棍”硬的部分保证材料的强度，耐久耐磨，软的部分则保证材料在低温环境下保持柔软不脆裂，兼具了软硬段优点的材料可加工成薄膜和鞋材。
跑马拉松，离不开一双专业的跑鞋。马拉松全程42.195公里，若按一步1米计算，大约需要跑4万步，相当于每只鞋要承受2万次踩压。“利用超临界发泡技术，在一定温度和压力下，二氧化碳等介质会变成三相态，溶解到弹性体中去，再通过快速泄压的方式，让材料像爆米花一样迅速膨胀。在高温下，把膨胀的颗粒表层熔融粘结起来，就如同爆米花通过糖浆粘结成了‘米花糖’。”董侠说，这便是兼具轻质柔软度和回弹性鞋底的制备原理，适用于高端跑鞋、健步鞋等运动鞋的中底。当前，发泡后的长碳链尼龙弹性体材料经过40万次的往复压缩耐疲劳测试，相当于跑20个马拉松，其没有发生任何应力损失。
实现工业化应用
“国际上，同类进口材料以前卖到15万/吨。”董侠说，技术“卡脖子”，加之高昂的进口成本，正是多年来董侠与团队坚守科研一线，攻克长碳链尼龙弹性体材料的动力所在。2023年，董侠作为第一发明人的科研成果“一种聚酰胺1012系热塑性弹性体材料及其制备方法”专利获得第二十四届中国专利金奖。截至目前，董侠团队在长碳链尼龙弹性体材料领域提交相关专利申请10余件，正在陆续通过专利转化等形式实现落地应用。
近年来，董侠团队与企业开展“产学研”合作。“我们实验室自主研发的200毫升微型反应釜解决了反应动力学问题，成果转化到企业后可以优化工艺，解决了工程可控聚合问题。目前，长碳链尼龙已在山东广垠新材料有限公司实现了万吨级工业化生产。此外，董侠团队与威海新元新材料有限公司合作实现了弹性体材料的工业化生产，千吨级生产线于去年11月实现投产。未来，弹性体材料还将应用于医疗器械、航空航天等各个领域。
这样一支强大的科研团队，大多由女性工作者组成。当记者问及团队成员如何平衡家庭与工作时，她们说：“在我们团队中，这从来不是一个问题，我们会坚守自己的岗位与本职工作。”2023年，中国科学院工程塑料重点实验室董侠团队获得全国巾帼文明岗荣誉称号。在实验室老一辈科学家筑就的基础上，她们潜心致研，在创新中求突破，为填补我国化学材料空白贡献着“巾帼”力量。（本报记者 刘娜）
石油化工炼出“俏佳人”
“积土成山，积水成渊，积累就是想放弃的时候再多坚持一秒。”这句话被中石化石油化工科学研究院有限公司（下称石科院）新能源所副所长杨雪奉为了座右铭。
在炼油化工技术领域和氢能领域突破多项难题，产品应用单位3年新增利润近3.4亿元；在国际核心期刊发布数篇论文；提交专利申请近百件……外表温柔秀丽的她，却是个“硬核”的女性科研工作者，凭借着对事业的满腔热爱，在学术领域的海洋上激起不平凡的浪花。
积累引发质变
“任何创新都基于对科学的认识和利用科学认识来解决问题，而提高科学认识很大程度上依赖于对基本知识的积累。”谈及工作，杨雪强调了“积累”二字。在天津大学工业催化专业就读本硕博期间，杨雪在催化材料、反应化学、反应工程等方面打下了坚实的基础。2009年，杨雪正式进入炼油领域工作，看到了书本知识和实际应用之间的鸿沟。正是凭借不断的积累，杨雪学会了用科学的思维发现应用中存在的问题，用应用的手段来解决科学问题，在应用中体现科学的价值。
在十余年醉心科研的工作中，杨雪的工作领域由炼油化工技术方向研究转为氢能领域的研究。“转型的过程不光需要专业知识的积累，能力的积累同样重要。不同领域涉及的知识不通用，但科学的思维模式是相通的。”在转向研究氢能领域后，杨雪也是从认识制氢、储氢、用氢中涉及的科学知识出发，将炼油领域中积累的经验，运用到氢能领域。
持之以恒是杨雪科研工作的一大特点。在转向氢能领域后，杨雪面临很大的挑战，她带领的团队大都是刚走出校门的博士，缺少工业化经验。解决年轻团队产业化经验不足的问题，杨雪的“法宝”就是认真与勤奋。在研发设备时，杨雪团队始终解决不了产品一致性的问题，如何继续下去呢？心无旁骛的杨雪屏蔽了身边质疑的声音，她坚信，不到山顶，绝不停下攀登的脚步，就这样，杨雪团队继续迈出了前行的步伐。柳暗花明又一村，在这个阶段，产品的稳定性与一致性好转。
在取得阶段性成功之后，杨雪立刻开始了“复盘”。“我们认真分析了整个实验过程，积累成功经验，分析失败原因，总结出了一套预判产品性质的方法，制定了一套生产流程。”在这次实验中，杨雪清楚地认识到，在方向正确的前提下，遇到困难也要咬定青山不放松，这个习惯她保持至今，带着明确的自我风格，杨雪攻克了一个个棘手的难题。仅用两年时间，围绕氢能相关领域，杨雪团队已成功研发出了电解槽、储氢装备、燃料电池等多种核心装备。
创新永无止境
柔肩担重任，巾帼绽芳华。科学研究需要细致、耐心和执着。女性心思细腻、严谨等特点，也帮助杨雪在从事科学研究时，从不同角度去探究、去思考，从而带来更好的研究成果。“作为一名石油化工行业的女性科技工作者，想要把工作做好，就得跟男性并肩作战，深入生产和工作一线。”生产现场的很多工作，实则是一场体力上的考验，面对脏活累活，杨雪总是抢着干，在无数个深夜依然亮灯的实验室、工业示范现场，也总是能看到杨雪的身影。工作中的辛苦，她并未多言，只是笑着说，摸爬滚打10年，干着干着就成为专家了。
在石科院领导的统一部署安排下，现今，杨雪不仅在传统炼油领域带领团队研发出各种催化剂产品，还在氢能领域突破核心技术与装备，助力企业转型发展。优秀的产品把杨雪送到了大众的眼前，但杨雪始终保持着自己谦卑的态度，她说，自己只是站在巨人的肩膀上。“在老一辈科研工作者的影响下，我时刻告诉自己，要做切实有用的技术，科研技术应该面向世界科技前沿、面向国家重大需求，面向人民生命健康，服务经济主战场。”看到自己研发的技术得到应用，并取得良好效果，杨雪备感欣慰。
比起外界的赞誉，杨雪更愿意忠于自己本心。“各行各业都离不开女性，女性的参与和贡献会给行业添彩。作为一名女性科研工作者，未来，我将坚持立足科技前沿，研发更多核心技术和装备，为科技自立自强注入更多巾帼智慧和巾帼力量。”（本报记者 叶云彤）
伶仃洋上飘扬“巾帼红”
从深中通道的繁忙工地，到大连湾海底隧道的神秘海底世界，再到平陆运河的壮丽河景，总有一道身影特别显眼——她身形娇小，但步伐坚定，穿梭于各大工程现场，她就是刘文彬。
她的身上贴着许多标签，既是中交天津港湾工程研究院有限公司（下称中交一航局港研院）的总工程师，也是众多关键基础设施专利的发明者。刘文彬笑称，她的发明创造就如同海洋岩土上的独特印记。
伶仃洋上绽芳华
在伶仃洋深中通道的工地上，大型机器的轰鸣和汗水淋漓的工人构成了一幅繁忙的现代建设图景。作为该工程的参与者之一，刘文彬积极投身深中通道西人工岛建设，研发了多项技术，助力打造伶仃洋上的最美“风筝”。
2015年7月，从天津大学岩土工程专业博士毕业的刘文彬加入了中交一航局港研院，开始了她的海洋岩土基础理论研究和创新之旅。工作之初，她把自己“藏”在实验室里，做实验、查文献、写报告，像探险家一样在基础理论的广阔海洋中不断探索、不断积累。
机遇往往留给有准备的人。刘文彬工作没多久就参与了世界级跨海通道集群工程——深中通道的建设。在该工程的科技攻关中，刘文彬面临前所未有的困难——由于河砂资源等因素影响，原方案采用的挤密砂桩法在施工进度和成本管控方面面临巨大压力，且可能破坏海洋环境，这使得当时的工作陷入困境。
经过实地考察和深思熟虑，刘文彬和技术团队独具匠心地构想出了运用深层水泥搅拌法（DCM法）的创新方案，并提交了专利申请。为了验证这一方案的可行性，她带领团队对人工岛的地质构造进行了层层剖析，并与基础理论相互印证，寻找支撑点。同时，刘文彬团队还针对不同土层进行了室内配合比试验，确保方案的万无一失。最终，DCM法方案成功替代了挤密砂桩方案，开创了我国水工建设中使用 DCM法工艺的先河。这一技术不仅填补了我国水工领域的空白，还为跨海沉管隧道建设注入了新的活力。
当被记者问及为何会选择攻读工学博士并钟情于海洋岩土这一领域时，刘文彬笑着介绍，她的父亲是一位在建筑领域深耕多年的科研工作者，这也为她播下了对建设祖国、为之奉献的种子。在父亲的影响下，她对建筑行业充满热情，立志要为国家建设贡献自己的力量。
运河边上树标兵
暂别伶仃洋深中通道，刘文彬又转战到平陆运河。平陆运河是我国西部陆海新通道的骨干工程。“深基坑渗水是工程建设中的常见问题，任何一个小问题都不容忽视。”在平陆运河企石枢纽施工过程中，项目部发现基坑边坡上出现多处渗水情况，作为负责科研工作项目的总工程师，刘文彬主动扛起了解决这一难题的“大旗”。
“能否采取全封闭措施确保不渗水？”刚开始，有团队成员提出要对边坡作硬化处理，方案一经提出，就遭到了刘文彬的拒绝。为了弄清楚基坑边坡渗水点位，刘文彬带领团队开始进行钻研。
“我们以岩、土导电性差异为基础，使用高密度电阻率法进行探测，通过不同断面的不同电阻判断出是否存在渗水点。”经过科研团队近一个月的反复研讨和论证，初步确定出了当时的最佳方案。可在现场实际探测过程中，由于航道上下游土质存在差异，且受一期导流明渠影响，探测出的结果虽然可以满足需求，却并未让刘文彬感到满意。
在她的坚持下，项目科研团队对初次探测结果进行专题分析，逐项研究其结果的准确性。“既然高密度的不行，那我们就用超高密度电阻率法再进行一次探测。”就这样，刘文彬带领团队对原有探测法进行改进，将原有的测试电极增加为64个，在探测场地范围内布设7条数据、415个点位，每个场地都经过反复多次测量，确保探测出的数据准确。
经过多次的测量校对和对数据的反复分析，项目团队找到了边坡渗水的精准点位，为边坡渗水封堵提供了可靠数据。在科研工作的道路上，刘文彬一直在奋力奔跑。目前，刘文彬已带领项目科研团队聚焦企石枢纽工程高品质、精益化、智能化建造技术，以及大体积混凝土浇筑、振捣、养护及控裂技术等方面，先后开展专题研讨达110余次，并牵头申报国家级、省部级课题立项9项，提交专利申请8件。
“这是我参与的第三个世纪工程，能够投身平陆运河科研工作，为世纪工程建设贡献自己的力量，是我的荣幸，更是我义不容辞的责任。”作为女性科研工作者，这是她对平陆运河的特殊情结，也是她暗自许下的承诺。（本报记者 陈景秋 通讯员 李文文）
（编辑：刘珊）
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