学科专业评审组:能源与化工组
项目名称:长寿命耐磨超疏水微纳米涂层可控合成关键技术及应用
提名单位: 陕西省教育厅
提名等级:二等奖
提名单位意见: 我单位认真审阅了该项目提名书及附件材料,确认全部材料真实有效,相关内容符合陕西省科学技术奖的提名要求。 该项目聚焦超疏水功能涂层材料创新研发,成功解决超疏水材料表面强度低、耐磨性差、结构调控困难、难以规模化生产等行业共性难题。将材料合成、界面化学及多尺度计算等技术有机结合,首创强粘结与连续可再生微纳粗糙结构设计策略,发明了多尺度微纳复合颗粒可控合成与耐磨设计技术,水接触角达163°、滚动角低至2.9°,较传统涂层耐磨寿命提升60%以上;发明基于内聚强化与界面钝化协同的涂层力场解耦调控技术,揭示界面结合力与内聚力的解耦调控机制,实现疏胶接触角达153°、滚动角低至5.5°,为国内首款具备疏胶性能的超疏水涂层产品;建立多尺度理论计算与实验验证闭环的配方理性设计方法,破解无机纳米颗粒有机分散难题,获教育部科技查新证实为国内首创。项目涂层在-40℃~200℃、酸碱、盐雾等极端场景下性能稳定,整体技术达到国际先进水平。 项目形成了从基础理论、关键装备到产业化应用的完整技术体系。已授权国家发明专利15项,起草团体标准1件,软著3项,发表论文180余篇,先后荣获第三届全国博士后创新创业大赛铜奖、陕西省高等学校科技进步奖二等奖等多项荣誉,相关横向合同到款与成果转化收益超2100万元;成果已在航天国防、能源化工、能源装备与节能等领域规模化应用,累计经济效益2.71亿元。
客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权目录:

主要完成人:
  1. 姓名:胡军
    排名:1
    行政职务:系主任
    技术职称:教授
    工作单位:西北大学
    完成项目时所在单位:西北大学
    对本项目技术创造性贡献:项目负责人,主要知识产权第1-8项授权发明专利的主要发明人,代表性论文的通讯作者,对发明点(1)-(3)均有重大贡献。主要贡献包括:统筹项目整体技术路线与知识产权布局,提出界面结合力与内聚力解耦调控的关键科学问题,提出强化学键耦合连续可再生微纳粗糙结构设计策略,主导多尺度微纳复合颗粒可控合成、磷酸铝成膜体系界面力解耦调控、多尺度理论计算与配方理性设计等核心技术攻关,带领团队完成全部三项核心发明及成果产业化。
  2. 姓名:魏利平
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西北大学
    完成项目时所在单位:西北大学
    对本项目技术创造性贡献:项目核心成员,主要知识产权第2项授权发明专利的主要发明人,对发明点(1)有重大贡献。主要贡献包括:主攻装备腐蚀仿真与现场工况验证,建立第一性原理计算、分子动力学模拟与有限元分析相结合的跨尺度仿真方法,开展耐磨微纳结构仿真设计与构效关系研究,共同承担国家自然科学基金面上项目,负责能源化工装备腐蚀防护现场验证及产学研合作落地。
  3. 姓名:李翔
    排名:3
    行政职务:总工程师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安特种设备检验检测院
    完成项目时所在单位:西安特种设备检验检测院
    对本项目技术创造性贡献:项目核心成员,主要知识产权第2项授权发明专利的主要发明人,对发明点(1)有重要贡献。主要贡献包括:负责功能填料合成与工程示范应用,完成多尺度微纳复合颗粒制备工艺开发,依托特种设备检验检测平台推动成果在特种设备、高端装备、工业防护领域的示范应用,组织多场景试点验证、用户反馈收集及应用效果评估。
  4. 姓名:吕恒
    排名:4
    行政职务:副院长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安特种设备检验检测院
    完成项目时所在单位:西安特种设备检验检测院
    对本项目技术创造性贡献:项目核心成员,主要知识产权第2项授权发明专利的主要发明人,对发明点(2)有重要贡献。主要贡献包括:负责涂层微观结构表征与界面机制研究,参与技术路线论证,完成涂层颗粒纤维化、纳米化精准调控的结构表征及工艺优化、稳定性提升研究,为关键技术突破提供实验依据,推动成果从实验室研究走向产业化应用。
  5. 姓名:李德标
    排名:5
    行政职务:科研部部长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安特种设备检验检测院
    完成项目时所在单位:西安特种设备检验检测院
    对本项目技术创造性贡献:项目骨干成员,主要知识产权第2项、第9项授权发明专利的主要发明人,对发明点(1)、(2)有重要贡献。主要贡献包括:负责涂层综合性能测试与评价,完成耐磨性、耐介质性、耐高低温等性能检测,参与锅炉、换热器等承压类特种设备高性能一体化涂层开发,并将涂层技术推广应用于特种设备疏水、防尘和防腐蚀领域。
  6. 姓名:李冬
    排名:6
    行政职务:副院长
    技术职称:教授
    工作单位:西北大学
    完成项目时所在单位:西北大学
    对本项目技术创造性贡献:项目核心成员,主要知识产权第2项授权发明专利的发明人之一,对发明点(3)有重要贡献。主要贡献包括:负责工程转化与配方工艺落地,基于多尺度理论计算与高通量筛选结果建立多功能涂料配方优化方法和工艺参数体系,推进工业化生产工艺开发,承担能源化工企业腐蚀防控技术服务等工程转化项目。
主要完成单位情况:
  1. 单位名称:西北大学
    单位贡献:作为本项目的依托单位,西北大学为项目的顺利完成并取得优异成绩做出了重要贡献,主要体现在:(1)为项目的开展提供了实验平台和研究基地,组织人员开展了超疏水涂层技术的各项实验研究和相关工艺开发,组织并完成了项目策划和实施工作。首先,针对功能超疏水复合纳米颗粒的优化设计和制备,采用了多尺度微纳复合材料设计与可控合成技术,实现具有优异超疏水涂层颗粒的可控制备和批量生产;其次,提出了“强粘结+连续粗糙结构”制备策略和国内独创无机物在有机涂层中的纳米级分散技术路线,成功解决了传统超疏水涂层成本高、耐磨性差、不能大规模制备等问题,掌握高机械性能超疏水表面结构的可控合成、工艺优化及配方设计等;最后,针对该涂层涂料的工业化生产,通过对生产工艺包的设计,实现了超疏水表面结构在实际工程上的规模化生产和应用。(2)为项目的科技创新和应用推广实施提供的人力资源等条件;(3)提供了本项目所需的设备、能源、图书资料和数据库等资源。(4)对本项目的顺利实施进行了规范的管理和监督。

  2. 单位名称:西安特种设备检验检测院
    单位贡献:作为项目第二完成单位,参与项目科技创新、技术攻关、性能验证及成果推广工作,全力支撑项目核心技术迭代优化与产业化落地。依托院内专业检验检测平台、完备工况验证体系及行业资源优势,全方位保障项目技术的科学性、可靠性与工程实用性,为项目成果高质量产出与规模化应用提供重要支撑。主要体现在:(1)依托成熟的检验检测体系与专业技术团队,对项目研发的新型涂层材料、功能结构及关键工艺进行多场景、多工况下的性能验证与数据支撑,参与技术路线论证、工艺优化及稳定性提升研究,为项目关键技术突破提供了重要实践依据,推动项目成果从实验室研究走向产业化应用。(2)充分发挥行业资源优势与平台优势,积极推动项目成果在特种设备、高端装备、工业防护等领域的示范应用,协助完成多场景试点验证、用户反馈收集及应用效果评估。有效提升项目成果的行业影响力与市场认可度,为成果规模化推广奠定坚实基础。(3)严格遵循科技成果管理规范,全程参与项目资料整理、数据审核、成果凝练及申报材料完善工作,为本项目高质量完成科技创新、成果固化与推广应用提供了坚实保障。

  3. 单位名称:陕西龙麟纳纤材料科技有限公司
    单位贡献:作为项目第三完成单位,陕西龙麟纳纤材料科技有限公司聚焦微纳功能涂层材料产业化关键技术,为本项目提供了中试放大、工业化生产、配方优化及工程化落地的全链条支撑。公司依托自主研发平台与产业化能力,重点参与高性能涂层材料的配方体系构建、工艺参数调试、规模化制备及成本控制,系统解决了实验室成果向工业化生产转化过程中的稳定性、一致性与可靠性难题。在功能超疏水涂层涂料的配方优化、工艺定型、批量制备与性能提升方面开展系统性攻关,有效提升产品综合性能与市场竞争力,为项目成果实现规模化生产与市场化应用奠定坚实基础。同时,公司积极拓展行业应用场景,推动产品在高端装备防护、特种表面处理等领域的示范应用与市场推广,为项目技术成果快速落地、提升行业影响力与经济社会效益提供有力支撑。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处