对话杰出科技青年奖获得者康海澜：让这棵中国独有的植物（杜仲资源），成为打破国际垄断的“争气树”

　　1.人物简介

　　康海澜，1985年生，沈阳化工大学教授、博士生导师，辽宁省橡胶弹性体重点实验室主任，“兴辽英才计划”青年拔尖人才。长期聚焦高分子材料与工程领域，深耕生物基橡胶弹性体研发与应用，是推动我国生物基材料产业化与绿色发展的核心骨干。

　　2.科研项目

　　主持国家自然科学基金、国家重大专项等15项国家级、省部级课题，围绕生物基弹性体分子设计与性能调控开展系统性研究，推动杜仲胶从基础研究走向高端应用。

　　3.学术成就

　　发表论文63篇(其中SCI收录20篇)，授权发明专利11项，荣获辽宁省技术发明一等奖、中国产学研合作创新成果二等奖等重要荣誉。

　　4.推广实效

　　成功研发国际首条杜仲胶航空轮胎，技术达国际先进水平，相关成果已推广至多家轮胎企业，创效显著，为高分子材料产业绿色转型提供了关键技术支撑。

　　一、锁定生物基弹性体的科学价值及产业应用细分领域，围绕其分子设计与性能调控开展系统性研究

　　提问：从四川大学高分子材料与工程本科到北京化工大学材料科学与工程博士，您的求学之路始终围绕材料领域，是什么样的契机让您最终聚焦生物基弹性体这一细分方向？求学过程中，有没有某段经历或某位前辈的指引，让您坚定了“绿色材料”的研究道路？

　　康海澜：从本科到博士，我始终专注于高分子材料领域，最终聚焦生物基弹性体这一方向，很大程度上得益于博士期间导师张立群院士的悉心指引。在确定研究方向时，导师结合领域前沿动态与橡胶产业绿色转型的现实需求，建议我重点关注非石油基、可再生的生物基高分子材料，也让我深刻认识到传统石油基弹性体在资源依赖与生态环境方面，确实存在难以突破的瓶颈。生物基弹性体兼具优异性能与可持续发展理念，拥有重要科学价值与广阔产业应用前景。在导师的系统指导下，我逐步将研究重心锁定在这一细分领域，并围绕其分子设计与性能调控开展系统性研究。整个求学过程中，导师的科研理念一直指引着我，让我更加坚定了做绿色材料研究的决心。他常常跟我说，做材料研究，既要打好基础、敢于做原始创新，更要紧跟国家重大需求，真正服务于国家绿色发展战略与生态环境保护大局。正是这份“做有用的绿色高分子材料”的信念，让我一直坚守科研初心，也立志用自己的研究成果助力社会低碳发展与材料产业绿色转型。

　　二、教授、博导、实验室主任――三个关键节点与高效平衡之道

　　提问：从青年科研人员到教授、博导，再到辽宁省橡胶弹性体重点实验室主任，您的职业发展中哪些节点让您觉得至关重要？在兼顾高强度科研、日常教学与实验室管理的过程中，您是如何化解压力、实现高效平衡的？

　　康海澜：在我职业发展中，有三个节点至关重要：第一个节点是获批教授职称，这既是对我多年科研与教学积累的认可，也为我提供了更广阔的资源与平台。这一阶段，我需自主确立研究方向、主动争取科研项目，也正是在这个过程中，我真正掌握了“从0到1”构建科研体系的能力，得以持续深耕生物基弹性体领域，牵头开展贴合产业需求的重点课题，进一步拓宽了学术视野。第二个节点是成为博导，培养高水平人才对导师的学术视野与责任担当提出了更高要求。身份的转变，让我将重心从“做好自身科研”延伸至“培育科研后备力量”，在指导学生的过程中，既倒逼自己严谨治学，也逐步学会了在自我提升与教书育人之间实现高效平衡。第三个节点是担任实验室主任，这一角色让我从单一的科研探索，转向平台建设与学科引领，责任虽更为繁重，却也极大提升了我的资源整合与协同创新能力，让我学会立足区域产业需求，整合各方资源，推动实验室科研成果与地方橡胶产业深度融合、双向赋能。

　　其实平衡科研、教学与实验室管理，确实需要不断摸索和调整，这些年我也总结了一些实用的做法，既保证工作效率，也能兼顾工作质量。我会对每周时间进行模块化管理，划分科研、教学、管理专属时段，集中处理同类事务以降低精力损耗；同时，在实验室管理中，我注重构建梯队化管理模式，着力培养得力的青年教师分担管理职责，减轻自身负担，聚焦科研与人才培养核心；此外，我也坚持劳逸结合、主次分明，在通过体育锻炼缓解工作压力的同时，合理分配时间陪伴家庭，兼顾工作与家庭平衡，秉持“要事优先”理念，重点保障核心工作质量，确保各项工作有序高效推进。

　　三、依托本土杜仲资源，打造差异化技术路径

　　提问：国际上生物基材料研究起步较早，您的研究理念与国际前沿相比有哪些差异化特色？这些国际视野对您攻克国内生物基弹性体产业化难题有哪些具体启发？

　　康海澜：相较于国际前沿生物基材料研究，我们的研究围绕杜仲胶展开，依托世界95%以上杜仲资源分布在我国的独特优势，具有鲜明差异化特色，且立足中国国情、贴合产业实际。一是技术路径上，国际前沿多聚焦于生物基单体发酵(如日本瑞翁、美国BioVerde深耕丁二烯/异戊二烯发酵技术)和蒲公英橡胶本土化开发(欧盟“珍珠计划”、美国“卓越计划”重点推进)，而我们立足我国这一杜仲资源核心分布区，深耕本土特有杜仲资源，重点推进杜仲资源全链条综合利用，形成依托本土资源的独特技术优势；二是研究导向中，国际偏基础探索或高端场景突破，我们则以破解国内橡胶产业资源对外依存度高的痛点为核心，依托我国丰富的杜仲资源，聚焦杜仲胶技术创新与产业化落地，避免“重研发、轻应用”；三是发展格局上，我们依托产学研协同，围绕我国丰富的杜仲资源构建全链条体系，兼顾性能提升、成本控制与资源高效利用，既充分发挥我国杜仲资源的优势，又实现技术、环保与产业价值的统一。

　　国际视野为我们攻克杜仲胶产业化难题提供的最重要启发，是借鉴国际全链条布局、改性技术、产学研协同及可持续发展的先进经验，立足我国占世界95%以上的杜仲资源优势，聚焦杜仲胶技术转化、性能提升与资源综合利用，推动其产业化突破，助力破解我国橡胶产业资源对外依存度高的核心痛点。

　　四、平台支撑与跨学科融合，激发创新活力

　　提问：沈阳化工大学及辽宁省橡胶弹性体重点实验室为您的科研工作提供了哪些关键支撑？站在学科建设角度，您认为材料类高校应如何搭建平台，才能更好激发生物基材料与相关领域的交叉创新活力？

　　康海澜：沈阳化工大学与辽宁省橡胶弹性体重点实验室为我的科研工作提供了全方位支撑。实验室完备的高分子合成与性能表征平台，为生物基弹性体的分子设计、结构调控及性能研究提供了坚实硬件保障；学校与实验室汇聚了一批专注于弹性体及生物基材料的优秀科研力量，并积极对接地方橡胶产业资源，为基础研究与产业需求衔接、科研成果落地转化创造了良好条件；此外，学校在学科建设、科研经费、项目申报与学术交流等方面给予持续支持，浓厚的学术氛围与开放的创新环境，为科研思路拓展与关键问题突破提供了重要保障。

　　从学科建设角度来看，材料类高校推动生物基材料领域交叉创新，应着力构建跨学科融合平台，打破材料、生命、环境与化工等学科边界，促进多领域科研人员协同攻关，挖掘生物基材料在多场景的应用潜力；强化产学研深度融合，立足区域产业需求，像我们依托辽宁本地橡胶产业优势，推动实验室研究与企业实际需求紧密对接，一方面让科研方向更具针对性，另一方面也能借助企业资源加快成果转化，同时为学生提供实践平台，实现“科研促产业、产业反哺科研”的良性循环。完善复合型人才培养与科研创新激励机制，鼓励原始创新与跨学科探索，加强国内外学术交流，持续为生物基材料创新发展注入活力。

　　五、填补国际生物基航空轮胎技术空白，助力民用航空轮胎国产化

　　提问：国际首条杜仲胶航空轮胎的研发是您团队的标志性成果，当时研发这一产品的初衷是什么？在材料配方优化、性能达标、规模化生产等关键环节，您和团队遇到的最大挑战是什么，又是如何攻克的？

　　康海澜：我们团队研发国际首条杜仲胶航空轮胎，核心初衷是响应国家绿色发展与航空产业自主可控战略，打破我国航空轮胎及核心用胶长期依赖进口的“卡脖子”困境，同时依托我国独有的杜仲资源(占世界95%以上)，推动杜仲橡胶这一特色生物基弹性体从基础研究走向高端应用，破解传统石油基航空轮胎的资源依赖与环保痛点，以绿色创新推动航空与橡胶产业双重升级，让这棵中国独有的植物，成为打破国际垄断的“争气树”。

　　研发过程中，团队在科研带头人方庆红教授引领下，我们团队对在研发过程中遭遇的突出挑战逐一攻克：杜仲胶常温下呈结晶态，硬度高、混炼胶门尼粘度远超普通天然胶，无法适配现有轮胎加工设备，且与天然橡胶并用时易出现加工成型困难的问题。对此，我们在国内外首次提出杜仲橡胶并用胶结晶及相结构调控方法，通过分子改性及低温共混手段，保留并用胶中适量微晶结构，兼顾材料的力学性能与加工性能；同时创新发明航空轮胎用杜仲橡胶可控环氧化技术与常温共混加工技术，彻底解决了杜仲胶混炼胶成型难、能耗高的核心难题，为后续性能达标奠定基础。航空轮胎性能标准严苛，对耐疲劳、耐磨、动态生热等指标要求极高，基于前期配方优化成果，反复调整配方比例、优化加工工艺，最终使产品各项物理机械性能指标均满足航空轮胎要求，且耐疲劳、耐磨等核心性能优于天然橡胶胎面胶，成功通过 401km/h 最高速度级别动态模拟实验，验证了技术的先进性。于此同时打通杜仲胶提取产业链，从源头降低原料成本，同时实现实验室技术向工业化生产的转化，最终填补国际生物基航空轮胎技术空白，助力民用航空轮胎国产化。

　　六、三维发力――分子设计、工艺优化与资源整合

　　提问：生物基弹性体与传统合成弹性体相比，核心优势在于绿色环保，但也面临成本控制难、性能调控难等问题，您团队是如何通过技术创新平衡这些矛盾的？

　　康海澜：我们团队始终以技术创新为核心，通过“精准分子设计、生产工艺优化、资源整合”三维发力，有效平衡生物基弹性体绿色环保属性与性能、成本之间的矛盾。在性能调控上，我们打破传统单一改性模式，依托团队长期深耕的橡胶结构与性能构效关系研究基础，采用“分子设计+复合改性”双重路径，实现生物基弹性体性能对标甚至超越传统合成弹性体，并拓宽其应用。我们聚焦橡胶-填料复合体系，通过多种策略探究相态结构调控机理，精准调控关键相态参数，明确其与橡胶各类性能的内在关联；同时在橡胶与塑料共混体系中，优化相态结构以匹配力学、功能及加工需求。基于这些积累，我们一方面通过可控聚合技术调控杜仲胶分子链结构，优化其核心性能以适配主流应用场景；另一方面依托成熟复合改性技术，制备多功能杜仲胶复合材料，弥补功能短板、拓展高附加值应用领域，间接缓解成本压力。

　　在成本控制方面，我们聚焦杜仲胶综合利用，通过全链条技术创新实现成本大幅压降，成功破解成本控制难题。我们立足我国本土丰富的杜仲资源，构建全资源高效利用体系，推进杜仲资源的全方位、高价值开发，真正实现“一物多用、物尽其用”――从杜仲籽壳中提取杜仲油，从杜仲叶片中提取杜仲精粉，同步开发杜仲茶、杜仲饲料等产品，分离提取木质素等副产物，待各类资源充分利用后，再用剩余部分提取杜仲胶，最大化提升杜仲资源利用率，从源头减少原料浪费、降低原料成本。

　　七、三个结合闭环推进，实现“论文有深度、技术有价值、成果能落地”

　　提问：您发表了63篇学术论文，其中20篇被SCI收录，还斩获多项技术发明奖项，能分享一下您在科研选题、实验设计到成果输出的全流程中，保持高质量产出的核心秘诀吗？

　　康海澜：在科研选题上，我始终坚持“三个结合”：结合国家重大战略需求、结合产业实际痛点、结合学科前沿方向，不盲目跟风热点，而是聚焦生物基弹性体领域的核心难题，确保选题既有科学价值，又有应用前景，比如杜仲胶航空轮胎的相关研究，既契合绿色发展战略，又破解产业“卡脖子”难题，这为高质量成果产出奠定了基础。在实验设计上，我们坚持“严谨规范、循序渐进”，提前做好文献调研与可行性分析，明确实验目标与核心指标，搭建系统化实验方案，同时注重实验细节的把控，对每一组实验数据进行反复验证、严谨分析，杜绝虚假数据，确保实验结果的可靠性与可重复性；遇到实验瓶颈时，不急于求成，而是组织团队开展研讨，结合跨学科知识优化实验方案，必要时对接国内外专家交流请教，避免走弯路。在成果输出上，我们坚持“双向发力”：一方面注重基础研究成果的总结与提炼，将实验中的新发现、新规律系统梳理，撰写高质量学术论文，同时注重论文的创新性与严谨性，确保研究成果能够为学科发展提供参考；另一方面聚焦技术成果的转化与落地，将实验中的核心技术提炼、固化，申报发明专利，推动技术走向产业，同时以奖项申报为契机，梳理技术创新点与应用价值，实现“论文有深度、技术有价值、成果能落地”，形成科研全流程的闭环推进，从而保持高质量产出。

　　八、替代、降碳、赋能，航空轮胎到医用材料、功能材料的多场景拓展

　　提问：当前传统高分子材料产业面临低碳转型压力，您认为生物基弹性体在推动产业绿色升级中能发挥哪些核心作用？未来还需要突破哪些技术瓶颈才能扩大应用范围？

　　康海澜：在传统高分子材料产业低碳转型过程中，生物基弹性体能够发挥“替代、降碳、赋能”三大核心作用，这也是我们团队深耕杜仲胶等生物基弹性体研究的核心价值所在。一是替代作用，生物基弹性体以可再生生物资源为原料，可有效替代传统石油基弹性体，减少对不可再生石油资源的依赖，从源头降低产业的资源消耗；二是降碳作用，生物基弹性体在生产过程中碳排放远低于传统合成弹性体，且部分产品可自然降解，能够有效减少产业碳排放与环境污染，助力“双碳”目标实现；三是赋能作用，生物基弹性体的研发的过程中，能够推动高分子材料产业的技术升级，带动原料提取、加工工艺、装备制造等相关产业链的绿色转型，同时拓展弹性体在航空、生物医药、高端制造等领域的应用，提升产业附加值，我们团队开发的杜仲胶多功能材料，就实现了从航空轮胎到医用材料、功能材料的多场景拓展，推动产业多元化发展。

　　未来要扩大生物基弹性体的应用范围，还需要突破三大技术瓶颈：一是原料供给瓶颈，目前生物基原料的提取效率仍有提升空间，部分高端原料依赖进口，需要进一步开发更高效、低成本的生物原料提取与转化技术，扩大本土生物资源的利用范围，完善产业链上游布局；二是性能调控瓶颈，部分生物基弹性体在耐高温、耐老化、耐磨损等方面仍不及传统合成弹性体，需要进一步优化分子设计与改性技术，提升材料的综合性能，适配更多应用场景；三是产业化瓶颈，生物基弹性体的规模化生产技术仍不够成熟，生产效率偏低、成本控制难度大，且与现有产业体系的适配性仍需提升，需要加强产学研协同，优化生产工艺、改造生产设备，建立标准化的生产体系，同时完善产业链布局，降低产业化门槛。

　　九、五大路径――基础研究精准服务“双碳”战略

　　提问：您的研究直接关系到高分子材料产业的资源可持续利用与碳排放降低，从科研工作者的角度，您认为基础研究应如何更好地为国家“双碳”战略提供支撑？

　　康海澜：作为科研工作者，我认为基础研究为国家“双碳”战略提供支撑，核心是“立足需求、聚焦痛点、精准发力”，将基础研究与“双碳”目标、产业实际紧密结合，避免基础研究与战略需求脱节。具体来说，一是聚焦低碳材料的核心基础问题，开展系统性研究，比如生物基弹性体的分子设计、降解机理、低碳制备工艺等，为低碳材料的研发提供理论支撑，从源头降低高分子材料产业的碳排放；二是立足产业低碳转型的实际痛点，开展针对性基础研究，比如传统石油基弹性体的低碳替代技术、废旧生物基材料的回收利用机理等，解决产业低碳转型中遇到的技术瓶颈，推动产业从“高碳”向“低碳”转型；三是加强跨学科基础研究，整合材料科学、环境科学、能源科学等多学科知识，探索生物基材料与新能源、碳捕捉等领域的融合路径，拓展低碳技术的应用场景，提升基础研究的战略价值；四是注重基础研究成果的转化落地，将基础研究中形成的理论、技术，快速转化为可产业化的低碳技术，推动技术成果赋能产业低碳升级，比如我们通过基础研究掌握的杜仲胶改性机理，转化为规模化生产技术，推动航空轮胎产业降低碳排放，实现“基础研究―技术转化―碳减排”的闭环；五是培养兼具基础研究能力与低碳战略意识的复合型人才，通过教学与科研实践，引导青年科研人员聚焦“双碳”目标，深耕低碳材料领域，为“双碳”战略的长期推进提供人才支撑。

　　十、强化基础培养、突出实践锻炼、鼓励学生敢质疑、勇探索

　　提问：作为博士生导师和省级重点实验室主任，您在人才培养方面有哪些独特的理念或机制？对于想要从事生物基材料研究的青年学生，您会给出哪些入门建议？

　　康海澜：在人才培养方面，我的核心理念是“立德树人为本、科研实践为要、创新能力为核”，始终坚持“因材施教、产学研结合”，构建了“基础培养―实践锻炼―创新赋能”的人才培养机制，同时践行CDIO人才培养模式和“113”应用型人才培养新体系，对接国家橡胶行业、辽宁经济发展和产业需求，培养符合行业发展的复合型人才。具体来说，一是强化基础培养，注重学生的专业基础知识与跨学科知识积累，开设生物基材料、绿色化工等相关课程，引导学生夯实理论基础，同时鼓励学生广泛阅读国内外前沿文献，拓宽学术视野；二是突出实践锻炼，将科研项目与人才培养深度融合，让学生全程参与国家自然科学基金、重大专项等科研项目，从选题、实验设计到成果输出，全方位提升学生的科研实践能力，同时推动学生深入企业实习，了解产业实际需求，培养学生的产业化思维；三是注重创新赋能，鼓励学生大胆提出自己的研究思路，敢于质疑、勇于探索，对学生的创新想法给予充分支持，同时搭建学术交流平台，邀请国内外专家开展讲座，组织学生参与学术会议，提升学生的创新能力与学术素养；四是强调品德与责任培养，引导学生树立“科研报国、绿色创新”的理念，培养学生的社会责任感与团队协作精神，让学生明白科研不仅是追求学术成果，更是要服务国家战略、推动产业升级，就像我们团队研发杜仲胶航空轮胎，就是为了打破国际垄断、助力国家“双碳”目标，这也是我们传递给学生的核心信念。对于想要从事生物基材料研究的青年学生，我有三点入门建议：一是夯实基础，扎实掌握材料化学、高分子科学等核心专业知识，同时主动学习跨学科知识，为后续研究奠定坚实基础，尤其是要关注生物基材料的基础理论与技术前沿；二是立足实践，多参与科研实验与企业实践，了解生物基材料的研发流程与产业需求，避免“纸上谈兵”，在实践中发现问题、解决问题；三是保持热爱与坚持，生物基材料研究是一个长期积累、不断突破的过程，难免会遇到实验失败、技术瓶颈等困难，要保持对科研的热爱，坚守初心、持之以恒，同时注重培养自己的创新思维与抗压能力，勇于探索、敢于突破。

　　图片来源：被采访者提供

　　文|季绍华、孟庆杨