科技日报记者 李丽云 通讯员 成方哲 陈美晶
2021年12月底，2021年度黑龙江省科学技术奖评审结果揭晓，哈尔滨理工大学电气与电子工程学院迟庆国教授作为第一完成人申报的项目成果“聚合物基复合绝缘介质构筑与介电储能特性调控机理”荣获黑龙江省科学技术奖（自然科学类）一等奖。
这个一等奖的背后是迟庆国教授和7名核心科研人员的“十一年磨一剑”，扎根龙江，潜心钻研。从2010年开始，迟庆国就开始致力于解决高端绝缘材料关键难题，虽失败无数次但从不言放弃。团队系统研究了聚合物绝缘介质高储能密度改善方法与机理，推进高压电力电容器用绝缘介质的国产化进程，解决了以牺牲绝缘介质击穿强度为代价获得高极化特性的瓶颈问题，为电气绝缘行业发展和龙江经济建设作出突出贡献。
追梦
11年来，哈尔滨理工大学纳米楼205实验室，无论寒暑总是灯火通明，这是迟庆国教授追逐梦想的地方；持续运行的实验设备，潜心研发的忙碌身影，精心筹建的科研团队，这是他坚守信念的事业。由他研发的柔性电介质薄膜是应用在大型输电设备上的绝缘材料，也是新能源汽车逆变器中电容器的重要组成部分。相关研究成果提升了我国电介质绝缘材料高端制备技术的竞争力，推动了高性能电工绝缘材料的国产化进程。
十多年前，山东籍的迟庆国毕业后，致力于高电压与绝缘技术研究。当时高端的绝缘介质，以直流输电中的换流站电容器应用为例，国内基本都是从国外进口，即便进口，国外也未必卖，是典型的关键难题。当时哈尔滨理工大学设有这个国家重点学科，下定决心，誓要解决高端绝缘材料关键难题的迟庆国放弃了很多南方企业的高薪邀请，毅然选择留在哈尔滨，他将高储能密度柔性聚合物复合介质的结构设计与性能优化领域作为最初的科研突破口。
雄心壮志固然澎湃，但在最初开展科研的时候还是被浇了一盆冷水。绝缘介质薄膜的成型制备从一开始就是一个困扰实验进程的重要因素，由于没有现成的文献参考，也没有相关团队的经验可以获取，只能自己一点点地去探索。薄膜制备尝试了一年，也持续失败了一年，迟庆国跟这款薄膜较上了劲儿。膜碎了，就添加原材料重新再来；没有现成的文献可参考，就扎进图书馆找资料。手磨出了茧子，实验器材磨掉了漆，经过两年多上万次的努力，这款薄膜终于“磨”成了型。然而，还没来得及高兴，性能不达标的新问题又出现了，只能一切推翻重头再来。
常年在高温高压的环境下工作，迟庆国已经记不清自己被烫伤过多少回，总是忙碌得顾不上家人，家人抱怨说实验室才是他的“家”。
逐梦
高电压与绝缘技术是国家重点学科，电介质工程国家重点实验室是高水平科研平台，在哈尔滨理工大学电气学院走廊两侧悬挂着学生熟悉又崇敬的教授简介，他们中有根植电气装备制造领域的学术泰斗，也有中青年科技骨干，他们是锻造“大国重器”的开拓者和传承人，使得电气专业成为优势特色学科，电气学院也在全国享有美名。哈尔滨理工大学也因此被誉为“现代工程师的摇篮”和电线电缆行业的“黄埔军校”。
迟庆国教授作为高电压与绝缘技术省级领军人才梯队后备带头人，在夜以继日的科研探索中深深领悟到，科学研究的“单打独斗”难以取得重大科研成果，筹建一支科研素质优良、本领过硬的科研团队势在必行。2017年，他争取资源创造条件，带领优秀青年教师，倾心创建了电介质储能与导热科技创新团队。该团队至今已先后承担15项国家级课题，授权发明专利20项，研究出国内领先的、具有优异性能的储能型介质薄膜，在高端绝缘介质的国产化进程中取得重要突破，在国际高端绝缘介质领域占有了一席之地。
团队建设初期，迟庆国瞄准了工程电介质领域热点课题并确立了第一个研究方向：高储能密度柔性聚合物复合介质的结构设计与性能优化。随后，通过调研分析前沿研究动态与行业所需，并请学院和校内外资深教授指路把脉，提出了第二个研究方向：高压直流绝缘结构电场分布调控技术。随着团队研究的不断深入和行业对智能绝缘材料的更多需求，确立了第三个研究方向：电力电子器件封装绝缘材料。
筑梦
“这个就是一个静电纺丝，通过加电压，把这个溶液喷出来，是实验室制备有机薄膜的一种方法。”尽管哈尔滨理工大学已经放寒假，但迟庆国并没有休息，他在指导学生制备柔性电介质薄膜。这种薄膜是应用在大型输电设备上的绝缘材料，也是航空航天推进系统中电容器的重要组成部分，目前该技术已处于国际先进水平。然而过去，我国在电介质绝缘材料领域，只能制造一些低端产品。
回忆起几年来近十万次的实验，团队成员张昌海副教授说，在他们“弹尽粮绝”的时候，哈尔滨理工大学电气与电子工程学院在经费上给予团队很大的支持，相当于开了绿灯。得到资金支持后，“绝处逢生”的迟庆国带领团队继续反复打“磨”，在实验进行到第五年的时候，柔性电介质薄膜的性能终于稳定下来，之后开始向工程应用上转化。这期间，迟庆国的团队陆续得到了国家自然科学基金重点项目，黑龙江省自然科学基金团队、重点项目和中央财政支持地方高校人才培养计划的支持，累计得到项目资金支持近千万元。
在反复论证、着眼细节的态度下，迟庆国逐步完善了软硬件条件，终于在自己的科研领域展开了拳脚。面向极端环境运行下电气设备对薄膜电容器性能的更高要求，团队在充分调研和大量研究基础上，提出了基于多级界面协同设计优化的聚合物高温储能性能提升方法，突破了兼具高绝缘与高导热的复合绝缘介质制备关键技术，率先建立了针对电容器薄膜材料的老化评估方法及寿命预测模型。
随着团队日益成长，一个个创新的解决方案将问题迎刃而解。创新性的利用势垒层优化和紫外接枝技术，突破了高性能电容器绝缘介质储能密度低以及耐温性差等技术瓶颈，开发了满足规模化制备技术要求的高性能绝缘体系。
针对高端绝缘材料受制于人的技术难点，迟庆国协同团队，系统研究了聚合物绝缘介质高储能密度改善方法与机理，推进了高压电力电容器用绝缘介质的国产化进程。聚焦高性能绝缘介质的基础理论研究、技术创新和成果转化工作，所研发的新型智能绝缘材料具有综合调控电场与温度场的双重功能，相关技术处于国际领先水平，为黑龙江省电气装备制造业产业升级提供保障；在高端绝缘介质的国产化进程中取得重要突破，解决了以牺牲绝缘介质击穿强度为代价获得优异非线性电导特性、高极化特性的瓶颈问题，为企业实现了利润增长，为服务黑龙江经济做出突出贡献。
突出的成果让迟庆国团队名声大噪，沿海某城市“国家双一流A类”高校电气学院诚挚地向迟庆国及其团队抛出橄榄枝，提供可观的科研启动金以及优质的子女教育资源。在团队内部讨论会上，成员们表示确实动过心，但想到更多的是学校和学院对团队的厚爱、学科对团队的重视、重点实验室对青年人的器重，割舍不下的是成员苦心搭建的实验平台以及团队刚刚在学科前沿领域发现的创新成果。在如何选择这个问题上，团队成员是“自私”的，他们都没有将该邀请告诉自己的家人就做出了决定——留下来。因为这里有事业、有平台、有感情，有老一辈对他们的传承，激励他们把事业做下去。
迟庆国说：“人这一生，不同的阶段，总要遇到一些困难和挫折，学习也好，工作也罢，又或者家庭事业，一帆风顺只会加快你成长的速度，却不会增加你人生的厚度，而人生的厚度才是一生最富有的财富。哈尔滨理工大学是我事业起步的地方，它也是我一辈子奋斗事业的地方。前几天刚换了新身份证，新身份证的地址已经完全是一个地地道道的黑龙江人了，作为一个新时代的龙江人，我们有信心，把高温绝缘介质国产化，有信心为龙江的科技振兴，作出自己的一点贡献。选择了自己追梦开始的地方，扎根理工、建设龙江。”
（图片由耿红杰拍摄）
