

新材料研发的后起之秀
发布时间:2025-05-30 23:15:25
【人物介绍】吴晓栋,工学博士,是南京工业大学副教授/硕士生导师,美国斯坦福大学排行榜全球前2%顶尖科学家、江苏省科技副总、江苏省科协青年科技人才托举工程入选者、气凝胶特聘专家、江苏省科技评估评审专家等。他主持国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、军委科技委、南京市留学人员科技创新项目等多个国家及省部级项目,在国内外知名学术期刊上发表论文50余篇,授权国家发明专利18件,实现多项专利技术的成果转化与应用。其科研成果获建筑材料科技奖、江苏省科学技术奖、江苏职工十大科技创新成果奖、“科创江苏”创新创业大赛一等奖、江苏省行业领域十大科技成果奖等。
南京工业大学材料学院青年教师吴晓栋,长期从事高温高强气凝胶材料设计、低成本气凝胶材料研发、气凝胶电催化材料制备及第一性原理计算,科研成果丰硕。针对国际上气凝胶材料普遍存在的强度低、耐高温性能差、易掉粉、生产成本高等亟待解决的难题,他携手团队深入攻关气凝胶网络结构调控、结构强化、产品迭代、原料升级及高效工装技术,攻克了气凝胶低成本规模化生产技术,建立了完整的自主知识产权体系,实现了气凝胶绝热产品在石油化工、新能源、航空航天和节能建筑等领域的低成本规模化应用,在节能减排、装备安全性等领域取得显著的社会经济效益。这些新材料凭借其独特的结构和优异性能,将深刻影响未来材料产业格局。
勇攀科研高峰,攻克技术难题
瞄准国际前沿,确定研究方向。吴晓栋的科研工作主要围绕气凝胶纳米隔热材料展开。气凝胶作为一种新型纳米材料,具有优异的隔热性能,但在国际上普遍存在强度低、耐高温性能差、易掉粉、生产成本高等问题,严重制约了其大规模应用。吴晓栋敏锐地意识到,解决这些技术难题对于提升我国在该领域的国际竞争力、推动相关产业的发展具有重要意义。他毅然将气凝胶材料研究作为自己主攻方向,在博士毕业时作为毕业生代表发表感言,并荣获江苏省优秀博士论文。
攻坚克难,取得显著成果。为了攻克气凝胶材料的技术难题,吴晓栋与团队从气凝胶的网络结构调控入手,基于密度泛函和分子动力学理论,精准调控溶胶粒子水解-缩聚过程形核及生长动力学,攻克了多元前驱体协同凝胶和前驱体原位共聚杂化等可控制备技术。结合分子动力学和原位表征技术,他提出基于分子价键调控的力学增韧机理,克服气凝胶力学性能低的国际难题,为高温高强气凝胶可控制备提供了科学基础。提出基于迁移活化能、抑制空位扩散的气凝胶反烧结高温热稳定机理,成功开发出了氮化硅、氮化钛、莫来石、高熵陶瓷等一系列高温、高强气凝胶材料。同时,团队还致力于降低气凝胶的生产成本,通过研发高效工装技术和原料升级,实现了气凝胶的低成本规模化生产。经过多年的努力,团队建立了完整的自主知识产权体系,获得了多项国家发明专利。他们的科研成果在石油化工、新能源、航空航天和节能建筑等领域得到了规模化应用,为这些领域的节能减排和装备安全性提升作出了重要贡献。央视纪录片《栋梁之材》栏目和《军事科技》频道专门对其团队的相关工作进行了报道。
除此以外,吴晓栋还突破了气凝胶在隔热领域的传统应用。基于气凝胶材料高孔隙率、高比表和高导电等特性,针对燃料电池及电解制氢领域使用的传统贵金属催化剂面临的成本、功率密度和稳定性难以兼容的问题,开辟了气凝胶高效电催化材料的新方向,创新性提出多种新型碳基、层状氢氧化物及高熵合金气凝胶催化材料,攻克溶胶粒子的凝胶动力学、多级孔结构设计及次表面层原子作用调控三大核心技术,为气凝胶在燃料电池、锌-空电池和电解制氢等能源转化领域的应用提供技术支撑。
吴晓栋的科研成果得到了广泛的认可和赞誉。作为南京工业大学材料学院副教授、硕士生导师,他在国外知名学术期刊上发表学术论文50余篇,授权国家发明专利18件,先后主持国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金青年基金、江苏省自然科学基金青年基金/面上项目、军委科技委国家重点实验室、南京市留学人员科技创新项目等多个国家及省部级项目。这些荣誉的获得,不仅是对他个人科研能力的肯定,更是对他所在团队多年来辛勤付出的回报。
潜心教书育人,培育创新人才
在教学方面,吴晓栋承担了《无机材料物理性能》《材料科学与工程基础》《热管理材料与技术》和《材料科学前沿》等多门本科和研究生课程的教学任务。他注重教学方法的创新,采用案例教学、小组讨论等多种教学方式,激发学生的学习兴趣和主动性,生动有趣的教学方式深受学生喜爱。为了提升教学质量,吴晓栋积极参加教学竞赛和教研活动,曾获得校第十三届青年教师授课竞赛一等奖、校微课教学比赛二等奖等多项教学奖项。
吴晓栋非常重视学生创新能力的培养。他积极指导学生参加“互联网+”大学生创新创业大赛等各类学科竞赛和科研项目。在指导学生的过程中,他耐心细致地传授知识和技能,鼓励学生勇于创新、敢于实践。他指导的学生曾荣获江苏大学生创新大赛一等奖、第七届中国国际互联网+大学生创新创业大赛江苏省选拔赛暨第十届江苏省大学生创新创业大赛决赛一等奖、第十一届上海市大学生新材料创新创意大赛一等奖、江苏高校首届外国留学研究生学术交流研讨会特等奖和第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛江苏省赛二等奖等多项奖项。同时,他还指导本科生获得省优秀本科毕业论文团队,多位学生获得校优秀本科毕业论文,指导多位同学获得研究生国家奖学金。
吴晓栋不仅是学生的老师,更是他们的人生导师。他注重言传身教,用自己的言行举止引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。他经常与学生交流谈心,了解他们的学习和生活情况,帮助他们解决遇到的困难和问题。他鼓励学生要勇于追求梦想,不怕挫折和失败,努力成为有担当、有责任感的新时代青年。
积极服务社会,履行社会责任
产学研结合,推动成果转化。作为江苏省科技副总、江苏省科协青年科技人才托举工程入选者,吴晓栋积极参与企业合作,推动产学研结合。他与多家企业建立了长期稳定的合作关系,将自己的科研成果应用于企业的生产实践中,帮助企业解决技术难题,提升企业的创新能力和市场竞争力。通过产学研合作,吴晓栋实现了多项专利技术的成果转化与应用,为企业带来了显著的经济效益和社会效益,被誉为“气凝胶特聘专家”。
吴晓栋还积极参与社会服务活动,传播科技知识。他多次受邀前往南京一中明发滨江分校和南京工业大学实验小学等地参加科普讲座和科技展览,向公众介绍气凝胶材料的原理和应用,激发公众对科技的兴趣和热爱。他还参与了江苏省科技评估评审等工作,为科技事业的发展贡献了自己的智慧和力量。
在工作之余,吴晓栋也热爱生活。他注重平衡工作与家庭,虽然工作繁忙,但总会抽出时间陪伴家人,与家人一起分享生活的喜怒哀乐。他还积极参加体育锻炼和文化活动,保持健康的身体和积极的心态。吴晓栋深知,科技工作者不仅要在科研和教学上取得成绩,还要有丰富的精神生活和良好的个人素养。他用自己的实际行动,展现了新时代科技工作者的良好形象。
回顾过去,吴晓栋感慨万千。他说:“我所取得的成绩,离不开国家的培养、学校的支持和团队的帮助。”作为一名科技工作者,面对未来,吴晓栋将继续瞄准国际科技前沿,不断攻克技术难题,推动气凝胶材料领域的发展。作为一名高校教师,他将继续潜心教学育人,培养更多优秀的创新人才。他希望能够通过自己的努力,为我国实现科技自立自强、建设世界科技强国贡献更多的力量。在科技工作者日这个特殊的日子里,吴晓栋用自己的故事诠释了科技工作者的责任与担当。