從業(yè)十幾年來,江蘇科技大學機械工程學院教授張建不斷給自己“加碼”,科研、教學、管理、專利各項工作有條不紊。
國家知識產權局日前公布了第二十二屆中國專利獎評審結果,張建團隊的發(fā)明成果入選優(yōu)秀獎獲獎名單。這項成果圍繞水下耐壓裝備,開發(fā)了一系列深海裝備耐壓艙及核心組件,構建了深海耐壓結構核心技術專利池,在深海潛水器研制中發(fā)揮著重要作用。不久前,他還獲評江蘇省高校優(yōu)秀共產黨員。
“水深超過2000米的深海,占地球表面的3/5。深潛是探索海洋奧秘的重要方式之一,但我國深潛研究起步較晚。21世紀初,全球僅有少數(shù)幾臺載人深潛裝備,我國在很多領域存在空白!眹业男枰蛻撌俏业难芯糠较!耙庾R到深潛的重要性,張建一頭”鉆進深海,先后進入中國船舶科學研究中心、日本埼玉工業(yè)大學進行深海潛水器耐壓殼創(chuàng)新研發(fā)工作。
“第一個困難是針對深海高壓環(huán)境,極限承載能力解析預報是耐壓殼體研發(fā)必須解決的技術難題!睆埥ㄕf,他在江蘇科技大學組建了技術攻關團隊,開展耐壓殼體承載分析與試驗研究,在蛟龍?zhí)枬撍骷韶撠熑舜蘧S成教授指導下,聯(lián)合上海深淵科學工程技術研究中心,建立了耐壓殼體極限承載能力解析預報模型,開發(fā)了相應的分析軟件,拓展現(xiàn)有規(guī)范中經驗模型適用的材料種類和強度等級。
一個技術問題解決了,就攻向下一個難點。“第二個困難是異形耐壓殼設計與制造技術,以最優(yōu)協(xié)調深海潛水器綜合性能!睘橥黄飘愋文蛪簹ぴO計技術,張建報名進入中國船舶科學研究中心博士后流動站,開展為期2年的深海耐壓殼仿生技術研究,在副所長吳文偉、復合材料帶頭人王緯波的共同指導下,建立了蛋形耐壓殼仿生設計方法,為新概念潛水器研發(fā)提供創(chuàng)新結構。為突破異形耐壓殼制造技術,他又留學日本一年,學習日本“深海6500”載人潛水器研發(fā)知識,開展耐壓殼制造工藝力學研究,確立了耐壓殼無模脹形研究方向。
當時,業(yè)界普遍認為球型是一種比較完美的結構設計,但是沒有科學證據(jù)證明這一結論的合理性。帶著這一疑問,張建開展了蛋殼仿生研究。他發(fā)現(xiàn),在某些特定應用場景下,蛋殼結構確實比球型好。這一研究得到國際同行的肯定和關注。學成歸國后,張建將所學知識和研究成果應用于我國兩臺深潛裝備研制中。
對深海潛水器的未來可能性,張建充滿暢想。他說,未來深海潛水器將實現(xiàn)譜系化,即構建深海潛水器譜系化作業(yè)能力和應用場景,重點關注全海深載人潛水器工程化及科考應用、現(xiàn)役載人潛水器服役性能研究及技術升級、非金屬載人艙設計制造、極地應用載人潛水器設計及制造、載人潛水器水下對接和轉移、載人潛水器多人多艙設計和制造、異形變厚載人艙無模制造等方面。新概念潛水器研制也將突破現(xiàn)有工作原理和作業(yè)模式,研制深海仿生潛水器、海底常駐型潛水器、跨介質型潛水器、智能感知型深海潛水器、潛水器中繼站等。例如,研究仿生智能機器魚型潛水器關鍵技術,突破柔性大變形的軟體材料,基于3D打印的制造技術,基于人工智能的控制技術,基于納米技術設計制造的傳感器等技術。
除了高精尖的科研儀器研發(fā),張建所在的機械工程專業(yè)是一個離民生和應用很近的學科。
曾經,一個工業(yè)洗滌籠的項目吸引了張建的注意力。一條12米長的洗滌籠,能夠容納1200公斤臟衣服,從進到出兩三個小時,衣服就變干凈了。經過一段時間研發(fā)和驗證,張建團隊與江蘇海獅機械股份有限公司研發(fā)的洗滌籠運行效果良好。但洗滌籠設備的很多技術專利掌握在國外公司手中,此時出售產品,可能會引起知識產權糾紛。
無獨有偶,海上打樁的項目再次令張建意識到專利的重要性。打樁技術需要知識產權,否則就會造成侵權,但申請專利需要披露技術內容,企業(yè)十分擔心過分披露使技術秘密外泄,于是陷入兩難境地。
張建的熱情一下子被激發(fā)了。對專利申請流程、寫作規(guī)范等一竅不通的張建,逢人就打聽專利申請事宜,學習經驗。
一開始,沒摸到門道,張建寫的專利并不“合格”,十之八九都受到專業(yè)人士的“無情”批評。但他并未放棄,看了很多專業(yè)書,研究相關案例,不到兩年就掌握了要點,申請的專利幾乎都能一次通過。
隨著申請專利的增多,他終于品嘗到收獲的喜悅。一款橡膠塞的改進設計專利,提供給企業(yè)用于機器生產后,直接降低了該設備60%的國際價格。
“幾萬元的專利轉讓直接為企業(yè)創(chuàng)造了千萬元利潤,同時贏得了同行的尊重!睆埥ㄕf,專利讓企業(yè)在國際貿易中挺直了腰板。來向張建請教經驗的人越來越多。“授之以魚,不如授之以漁!睆埥ㄖ谱髁艘粋申請專利的教程,在團隊、學院和行業(yè)培訓班中進行推廣。
值得一提的是,剛開始張建所在的團隊只有幾個人能寫專利,普遍不重視專利申請,現(xiàn)在團隊中90%的成員都具備了這項技能。同時,張建還開設了專利申請課程,教授學生。初次接觸專利,學生們往往丈二和尚摸不著頭腦,于是每個學生前兩三個專利,往往需要張建親自寫、手把手教。
經過多年努力,圍繞海洋工程裝備,張建團隊研發(fā)了不少創(chuàng)新方法、技術、工藝和產品,并形成了四個將近120個專利的專利池。張建說,科技工作者要有科技興國的情懷,瞄準國家重大戰(zhàn)略需求,努力向國家隊靠攏;更要堅定目標,致力于解決本行業(yè)面臨的問題。“要針對學科發(fā)展方向和面臨的技術瓶頸,開展文獻綜述和專利導航,明確關鍵科學技術問題所在,有針對性地制定研究計劃和技術方案,以培養(yǎng)高水平人才、發(fā)表高質量論文、布局高價值專利、開發(fā)高端裝備為目標,開展科學研究活動!