第一部分:出访任务基本情况
应新加坡科技研究局(A*STAR)材料研究与工程研究所(IMRE) Hongfei Liu教授邀请,陈贵宾老师于2024年7月21日前往新加坡共和国,参加学术交流/学习研修。
第二部分:出访任务完成情况
(1)会议名称:
学习研修单位:新加坡科技研究局(A*STAR)材料研究与工程研究所(IMRE)
(2)会议内容介绍:
洽谈并推进“光电功能材料制备及其性能优化研究”项目合作,已经具有一定的前期基础。
(3)学术交流情况:
新加坡科技研究局(A*STAR)是直属于新加坡贸工部的政府机构。其前身为1991年成立的新加坡科技局(National Science and Technology Board),于2002年更名为A*STAR。A*STAR 是新加坡政府的研究与创新引擎之一,A*STAR成立的目标是促进新加坡科研和人才的整合,以协助新加坡向知识型经济体转型和迈进,旨在提高新加坡的科技水平,促进科研和人才培养,以支持新加坡向知识型经济体转型。新加坡科技研究局的主要职责包括促进科学研究、培养以知识为基础的人才,以及推进企业的科技发展与交流。该机构通过开放创新与公共和私营部门合作,促进经济和社会发展。新加坡国家科技委员会(国家科技局)成立,类似中国科学院的政府科研机构,下辖多个研究所和研究中心,涉及化学与工程、材料、数据存储、高性能计算、信息通信等多个领域,在利用尖端科技来应对诸如加快城市化建设和提高经济效益等方面做出了突出贡献。
新加坡科技研究局(A*STAR)下属研究院分两个分支:生物医药研究和科学工程研究。A*STAR是新加坡研究团体中重要的催化剂、推动者和召集者。通过开放式创新,A*STAR与公共和私营部门的合作伙伴进行合作,并利用科学技术使经济和社会受益。新加坡科技研究局与清华大学、北京大学、南京大学、南京航空航天大学等国内很多高校都有广泛的科技合作。在清华大学与新加坡科技研究局战略合作关系基础上,新加坡科技研究局与清华医学指导委员会成立于2023年5月,针对双方的医学相关科研合作项目、学术交流活动、学生交换项目、共建科研机构等工作提供指导意见并指导落实。
图 材料研究与工程研究所(IMRE)开展的部分研究工作介绍
新加坡国立大学(National University of Singapore,简称NUS)是新加坡首屈一指的世界级顶尖大学,立足亚洲、放眼世界,在工程、生命科学及生物医学、社会科学及自然科学等领域的研究享有盛誉。战略咨询院一行与NUS陈永财校长(Tan Eng Chye)、何德华副校长(Ho Teck Hua)等进行了会谈,并在其见证下,与NUS能源研究所签署了合作备忘录。会谈中双方就合作开展科技前瞻、能源政策、创新政策等相关领域研究工作交换了意见,并就学术交流和人才培养达成共识。潘教峰一行参观考察了新加坡国立大学能源研究所(Energy Studies Institute,简称ESI),与能源所所长洪明华(ANG Beng Wah)等进行了深入交流。随后,访问了李光耀公共政策学院(Lee Kuan Yew School Of Public Policy),对其运行和管理进行了调研。
南洋理工大学(Nanyang Technological University),简称南理工大(NTU),为国际科技大学联盟(Global Alliance of Technological Universities,简称G7联盟)发起成员、AACSB认证成员、国际事务专业学院协会(APSIA)成员,是新加坡一所科研密集型大学,在纳米材料、生物材料、功能性陶瓷和高分子材料等许多领域的研究享有世界盛名,为工科和商科并重的综合性大学。南洋理工大学的材料科学与工程专业在在QS2022学科中,材料科学排名第3,这一排名反映了南洋理工大学在材料科学与教育领域的卓越表现,证明了该校在该领域的教学和研究质量得到了国际认可。新加坡南洋理工大学其他专业排名:,电气与电子工程专业排名第4,传播与媒体研究排名第5名,化学专业排名第7,除此之外,还有多数专业排名是非常不错的,就业前景好。
此次访问交流的研究团队负责人刘洪飞博士是新加坡 A*STAR 材料研究与工程研究所 (IMRE) 的首席科学家和“表面工程和保护涂层”团队研究小组组长。他2001年获得中国科学院物理研究所博士学位。1996 年毕业于习安交通大学获工程科学学士学位,他在该系担任兼职助理教授职位。2009-2011 年在新加坡国立大学 (SME/NUS) 任职,2023 年在新加坡理工学院 (SIT) 担任副教授。他最近的研究兴趣集中在金属合金的表面工程和保护涂层,这是航空航天计划 (A*STAR) 和先进制造与工程 (AME) 计划框架内领导研究项目,研究具有增强腐蚀和耐热腐蚀能力的先进合金材料的设计、原型制作和评估。他指导了 5 个博士研究生并指导了 20 多名FYP和实习生。他在主流学术期刊上发表了 220 多篇论文 (H-index 32)。在斯坦福大学 2023 年发布的最新版本中,他是世界前 2% 的科学家之一。2016 年,他向 Geeplex Technologies Pte.有限公司(共同发明人)申请了相关发明专利。他是国际先进表面增强会议 (INCASE) 的国际科学委员会成员、许多材料科学与工程期刊,如科学报告 (NPG)、涂料 (MDPI) 等的编委。他也是Materials Technology(Taylor & Francis)的学术文集的客座顾问。刘洪飞研究员曾经在南昌航空大学材料学院做学术报告,报告聚焦于激光辅助加工,主要从激光制造、激光表面强化、激光后处理、激光清洗等方面展开,其团队与Rolls-Royce、Boeing等国际航空企业合作项目中的一些具体工作,特别是航空发动机叶片的激光熔覆修补中解决的一些实际问题等,其团队的多项技术攻关已经在航空工业中应用。近年来,刘洪飞博士在我校的学术报告聚焦于金属与合金材料的表面工程,主要包括材料的表面腐蚀、表面修饰、表面防护等方面,以及其团队与众多国际知名企业在柔性器件、航空、核聚变等领域开展研究工作。刘洪飞团队先后与国内多所高校、科研圆锁开展科研合作,他也曾应邀访问我校,并希望未来能够与淮阴师范学院师生进行深入合作。刘洪飞博士曾与学院相关博士围绕“高熵合金在材料表面防护方面的应用”“表面修饰后纳米金属材料的位错滑移过程”“金属材料储氢时的氢脆现象”等课题的学术问题进行过深入交流。刘洪飞研究员的研究领域与我校物电学院部分研究团队的研究密切相关,一定能够进行深入且富有成效的学术交流。
通过这次访问,还了解学习到,新加坡政府围绕未来能源的总体政府规划,新加坡的未来能源布局主要有四个方面的计划:天然气为主,辅以少量的可再生能源,如太阳能和风能,其次地热、聚变能的提前研究和布局,表明新加坡在寻求能源安全和环境保护之间的平衡。新加坡向太阳能和风能等可再生能源的转变受到其有限土地空间的阻碍。目前这个城市国家约95%的电力来自天然气。由于电力部门占总排放量的40%,新加坡政府计划从邻国进口低碳电力,这将需要对海底电缆和电网基础设施进行投资。它也在研究氢的生产、储存和输送。黄循财说:“这种所谓的转型规模巨大,我们需要在未来20年左右完成,当你考虑到任务的艰巨性时,时间不是很多了。”目前,新加坡正在设立一个 37亿新元的专项基金,投资于清洁能源技术和基础设施,力争到2050年实现净零排放。新加坡政府还制定了一项国家氢能战略,以探索先进氢能技术的使用,加快氢能部署的同时,寻求国际合作,助力氢能供应链的实现。新加坡还积极采取措施开发可持续能源,以实现2050年的净零排放目标,包括研发和创新举措,以实现关键行业的脱碳。随着新加坡与邻国可再生能源交流的增加,可再生能源有望在未来几十年取代天然气为新加坡供电。作为一个受可再生能源潜力和土地可用性限制的小城市国家,新加坡正在积极确保能源弹性的未来,减少对天然气的依赖,并致力于更多的可再生能源进口。由于地理位置的原因,新加坡不能仅仅依靠国内的能源能力,必须利用其更大、资源更少的邻国的可再生能源潜力。根据其2030年绿色计划,新加坡的目标是将太阳能发电能力提高到2千兆瓦,并建立4千兆瓦的互联网络,从印度尼西亚、越南和柬埔寨等邻国进口清洁电力。因此,到2035年,可再生能源发电的份额将从2022年的4%左右增加到40%,这凸显了加强电力系统连通性以整合快速增长的可再生能源项目的必要性。
2022年10月25日,新加坡宣布启动《新加坡国家氢能战略》,将发展氢能作为主要脱碳路径,为此,新加坡将围绕五个关键点开展努力:对处于商业起始阶段的先进氢能技术和氢能运输载体进行实验。投资研发,支持氢能研发,解决关键技术瓶颈。追求国际合作,促进低碳氢的全球贸易,建立低碳氢供应链。进行长期土地和基础设施规划。支持劳动力培训,使新加坡人具备在氢经济中发展所需的技能和知识,实现更广泛的氢经济发展。与此同时,新加坡正积极探索其它低碳替代能源,包括地热、核能、生物甲烷和碳捕获、利用和封存(CCUS),随时了解其技术和商业可行性。更值得一提的是,新加坡还将低碳绿色融合到了每一个人的生活中。针对环境可持续性和气候变化正在推动航空航天、运输(陆地和海洋)、基础设施和低碳能源等各个领域对先进制造和再制造技术的需求。在这种情况下,表面工程和保护涂层 (SEPC) 通过改善金属部件的表面光洁度和结构完整性发挥着关键作用。虽然 SEPC 在传统制造方面有着悠久的历史,但由于增材制造和再制造的进步,它引起了越来越多的兴趣。表面工程涉及利用冷加工、渗碳或氮化等工艺改变基材的表面和近表面区域,以提高其机械或化学性能。另一方面,保护涂层涉及将外在材料应用于表面以实现完整性增强。这些技术的整合可能为先进制造提供创新的可能性。材料测试和评估在 SEPC 技术的开发和实施中起着关键作用。加速测试和对材料降解机制的透彻理解对于结构金属合金的设计和加工至关重要。本次交流也学习了刘洪飞研究组近期在 SEPC 方面的研究工作,并围绕SEPC在各个行业的应用开展了深入研讨交流,为我校相关研究人员开展相关研究提供支持。
(4)收获和体会:
1. 通过这次交流访问,不仅学习所访问小组所从事的研究工作,通过交流加深了相互了解,对下一步能够开展合作研究提供了很好基础,合作研究包括研究内容的先进性、在某些领域的应用价值,深刻体会新加坡作为一个城市型国家,针对资源相对缺乏的现实,政府一方面鼓励创新,更加重视相关研究工作的应用转化,围绕相关研究所开展的研究工作,更加强调成果转化形成现实生产力,产生实实在在的实体经济,新加坡政府和相关研究机构非常重视成果转化工作和相关企业的孵化工作,政府投入大量经费建立了围绕不同新兴产业的园区,园区内大量的小微企业在园区孵化,都得到政府相关部门的经费支持。这给我校目前硕士点数量新增后面临的现状提供了很好的示范作用,特别是对于专业学位授权点的建设工作提供了很好的思路,如何有效且实实在在地开展校地、校企融合,解决相关企业、行业发展过程中面临的难题显得尤为重要,我国政府也切实感受到“卡脖子”问题,也在大力推进校地、校企融合,着力培养经济社会发展所需要的高层次应用型人才——专业学位硕士研究生、专业学位博士研究生。此次访问交流也一定对我从事研究生处的工作有很好的帮助。
2. 通过学习交流,对于我们从事高等教育的教师来说,在本科生培养方面也会带来一定影响,如何能更好地为学生提供咨询和服务,让学生了解国内外的现状,引导他们能注重学习基础科学知识,才能为社会发展贡献更大力量。
3. 新加坡虽然各种自然资源匮乏,有不少发展局限,但通过不懈努力实现了环境保护和经济发展的双重可持续性,成为了世界真正公认的“花园城市”,值得我们借鉴学习。
第三部分:任务完成情况对比
对照请示件中明确的出访任务和完成情况,我团组陈贵宾等同志按时足额完成了出访新加坡科技研究局的任务。
在完成相关实验工作的基础上,还初步完成了“Plasma electrolytic oxidation and its application in tribological and corrosion protections: An overview”“Substrate dilution and interface structures of tungsten coating deposited by double-glow plasma surface alloying on stainless steel substrate”“High quality Ga2O3 on m-plane Al2O3 by PLD: growth process optimization and structural properties”相关学术论文的初步准备工作。
第四部分:后续跟进设想与建议
通过此次出访,我团组人员及时总结出访任务完成情况,一方面拟利用我校所具有的相关研究设备,尽快准备开展相关材料制备的前期准备工作;另一方面拟利用国内的相关科研测试条件,对我们制备的材料进行一些前期的测试研究,对不同的制备条件(衬底、衬底温度、氧分压,以及材料的组份等)获得的样品进行系统测试、研究,获得高性能薄膜材料制备的优化条件组合,然后系统制备不同条件的系列材料,供双方深度合作研究,发表相关的研究成果。
第五部分:主要交流人员信息
姓名 | 单位 | 职务/职称 | 研究方向 | 邮箱 |
Hongfei Liu | 新加坡科技研究局(A*STAR)材料研究与工程研究所(IMRE) | 首席教授(Principal Scientist II) | 功能材料及表面处理 | Liuhongfei@imre.a-star.edu.sg |
Ming Ling | 新加坡科技研究局(A*STAR)材料研究与工程研究所(IMRE) | 首席教授(Principal Scientist) | 功能薄膜材料的TEM研究 | Linming66@imre.a-star.edu.sg |