阿道克船长的“大麻烦”，被这位华工教授解决了
【人物简介】张广照，中共党员，华南理工大学材料科学与工程学院教授，国家杰出青年科学基金获得者。他长期从事高分子溶液与界面的研究工作，发展了QCM-D、微量量热等高分子表征方法，发现了阴离子杂化共聚反应，在海洋防污材料方面取得突破性进展，以第一完成人荣获教育部科学技术进步一等奖、广东省科学技术发明一等奖、广东省专利金奖。授权中外发明专利40余件，先后担任国际海洋材料保护研究常设委员会(COIPM)委员, 国际标准化组织和国际电工委员会(ISO/IEC)海洋污损工作组专家，中国材料研究学会高分子材料与工程分会副主任。
在比利时漫画家埃尔热脍炙人口的作品《丁丁历险记》中，航海经验丰富的阿道克船长经常使用一句话来表达糟糕的心情：“成千上万只蓝色的发泡藤壶！”这种让船长们头疼不已的生物会依附在船体上生长，形成生物垢，危害航行安全和航行效率。包括海藻、贝类在内的各种海洋动植物、微生物都会造成这种危害，科学家将其称为“海洋生物污损”。
为了应对这类难题，华南理工大学材料科学与工程学院的张广照教授带领团队，二十年如一日，潜心研制高分子防污材料和加固材料，科研成果被广泛应用在各类海洋装备、建筑工程中——从南海海疆的碧水蓝天，到绵延壮阔的港珠澳大桥，再到深入内陆的四川牛角寨石窟，这一连串工程壮举里，都飘洒着华南理工新材料学人的智慧。他们以科学工作者特有的方式，开创民族自主核心技术，服务国家战略需求，展现中国式现代化建设者的责任担当。
20年前，他和“大麻烦”较起了真
2001年10月5日，《国际控制船舶有害防污底系统公约》在英国伦敦签署。此时的张广照还是一名从事基础研究的高分子物理学家。敏锐的学术嗅觉让他意识到，这一公约禁止使用重金属防污剂等有害物质，将会在海洋防污材料领域引发革命性的变化：
“海洋生物污损是一个很大的麻烦。”张广照介绍说，“这看似小事，实际上却渗透在人类海洋开发行为的每一个细节中。当海洋生物在船底、螺旋桨上大量生长，会大幅增加民用船舶的油耗，拉高海洋产业成本；对军用船舶来说，会严重降低航速，影响战斗力；而在核电站、海洋能发电中，则会影响发电设备的正常工作。”
张广照团队研制的“动态表面涂料”在防污效果上明显优于某国外品牌。
“全世界不同海域有几千种海洋生物，如何研发既可靠、又环保的防污手段，是海洋开发领域亟需解决的世界性难题。特别对于我们中国，当时海洋防污技术落后，95%的防污涂料依赖进口。新的国际公约对海洋防污提出了新的要求，原有的材料将被禁用，而我们又缺乏核心防污树脂技术的知识产权。”
“我注意到这个事情的时候，刚从海外回国不久，开始独立工作，正在寻找对国家和社会有贡献、又有难度的课题。我感觉中国非常需要海洋防污材料方面的自主技术，于是从2003年开始从事这方面的研究。”
一旦和海洋生物污损这个“大麻烦”较上了真，就是初心不改的20年。由于国内在这一领域的科研经验相对空白，张广照难以避免地经历了无数次失败的尝试。2008年，《国际控制船舶有害防污底系统公约》正式生效，而他的团队终于在2012年取得了突破性进展,成功研制动态表面防污材料与技术。
今天，他们在坚持不懈的创新和完善中逐步建立了海洋防污领域的民族自主核心技术体系，产品的防污性能、环保性能超越已有国际品牌，在超千艘船舶上实现了规模化应用。
张广照团队研发的海洋防污材料已在国内最大车位的特运汽车船“玉衡先锋”轮上试用。
领先世界的制胜之道：深耕基础研究
张广照的微信头像是一头沉静的雄狮，正如他的科研生涯：不仅目标明确、嗅觉敏锐、意志坚定，关键在于实力雄厚。他能在应用领域取得令人敬佩的科研成就，是基于强大的基础研究实力。
“当时全世界都在攻关新的海洋防污材料，有些国家已经积累了丰富的经验，假如你没有制胜之道，是无法超越他们的。我们团队之所以能够做出具备世界先进水平的材料，很大程度上得益于基础研究上的积累。”
“比如物理学有一种技术叫石英晶体微天平技术，也叫QCM-D。我们团队在世界上率先把这一技术应用到了高分子材料领域，并用来筛选防污材料，因为防污材料的试验品是不能频繁拿到海里做实验的，那样做的成本太高了，而QCM-D可以实现高效的实验室筛选。”
后来，张广照在国际会议上介绍了这一方法，外国人才惊奇地知道，QCM-D技术原来可以这样用。今天，不少国际知名高校和科学机构在使用该技术的时候，都采用了他的分析方法。
张广照团队还在2012年发现了“阴离子杂化共聚反应”，这一发现随后被应用在海洋防污材料设计中，相关技术获得广东省科学技术发明奖一等奖和广东省专利金奖，并在多个国家获得专利，其中包括美国、日本等海洋科研强国授权的专利。
张广照重视基础课程教育，长期为本科生教授《物理化学》和《高分子物理》两门基础课,其中他负责的《高分子物理》为首批国家一流本科课程。图为他在2021年荣获首届“吴小兰教书育人奖”。
重视基础研究和应用研究相融合，这不仅是张广照从事科学研究的制胜之道，也是他作为一名高校教师的育人之道。2016年，在张广照的倡议和组织下，材料科学与工程学院对高分子材料专业的本科课程设置做出了修订：《物理化学》《有机化学》作为两门最重要的基础课程，其教学时间从半年延长至一年。为进一步提高同学们的学习质量，张广照还积极联络、邀请顶尖教学名师，对授课青年教师进行培训，以提升其教学水准。
“我觉得对于大学生来说，四年大学教育不仅是为了学习知识，而是要从学术的角度出发，为以后的人生打下基础。就高分子材料这个专业来说，物理化学和有机化学就是基本功，一定要学扎实。而老师们也可以通过授课，进一步加深基础学科和应用学科之间的融合推动，达到教学相长。”
从深邃海洋走向广袤大地
除了海洋防污材料外，张广照团队还研制了用于各种岩土、混凝土加固的材料。这些材料广泛应用于全国各地的大桥、大坝、铁路、公路建设以及文物建筑的修复保护工程，团队产学研的足迹遍布祖国大地。
2014年，港珠澳大桥尚在修建过程中，建设者本着滴水不漏、防微杜渐的工匠精神,为达成最后0.01%的极致追求,对混凝土构件进行了增强加固。起初，他们将目光投向某国际知名品牌，这是一家具有百年历史、具有国际领先水平的建筑用化学材料生产商。然而，该公司产品的渗透性不足，无法满足工程需求。
“后来，他们了解到我们团队研制的产品，发现其渗透性优于进口产品，决定在整个大桥工程中使用。这种材料是我们中国人自主创新研究的成果，化学成份和进口产品完全不同，特别适用于混凝土结构的加固，以及水电大坝低渗透性岩层的加固。”
于是，在港珠澳大桥坚实的身躯里，浇筑了华南理工人的创新血液，流淌在每一寸混凝土中，悄然守护着55公里长的世界奇迹。除了桥梁工程外，这些加固材料也应用在珠三角水资源配置工程、青海李家峡水电站、穗莞深城际铁路等各类重大工程中，应用范围不断拓展。
华南理工大学材料科学与工程学院与建筑学院合作，使用高分子材料，借助微注浆技术，共同保护历史文化古建筑。
为了适用不同的工程建设需求，团队还在研制更多的新材料。例如，他们和学校建筑学院的同事开展合作，从事文化遗产、历史建筑、历史文物的保护和修复工作。从“岭南第一胜概”广州镇海楼上的石狮，到四川眉山牛角寨洞窟里的唐宋文物，都使用张广照团队研制的材料，对文物上的裂缝进行加固修复，展现了一幅新工科智慧与中华传统历史文化水乳交融的画卷。
“什么是新材料？新材料就是能够运用于新技术、服务于新时期国家建设的材料。我们作为科研工作者，作为人民教师，一定要有这种社会责任感。”张广照说，“在这条新材料的科研路上，我们还能做许多事情，有许多憧憬。希望在不久的将来，能有更多优秀的科研工作者加入我们的团队，共同拓展材料的应用范围，实现科研成果在全国乃至国际上更大规模的应用，切实解决国家建设和人类发展中遇到的具体问题。”
华南理工大学 学生记者团
《追梦人》第15期
文字：徐培木
图：受访者提供
编审：张征 许颖
总策划：邹浩
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