科技创新是引领企业发展的第一动力，推进产学研一体化是实施创新驱动发展战略的必然要求，是把创新技术成果转化为现实生产力的必由之路。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》明确指出，“建立以企业为主体，市场为导向，产学研用相结合的技术创新体系”，产学研“合璧”让科技成果落地生金，带动产业加速崛起。
本次，HOPE知士专家平台特邀武汉理工大学材料科学与工程学院、交通与物流工程学院的多位专家教授，为大家分享有关纳米陶瓷涂层材料、磁流变振动控制方法以及海洋风电制氢各重大研究课题的最前沿成果，展现不同行业及领域精彩面貌，为企业发展提供新思路。
技术分享特邀专家：姜洪义|教授，武汉理工大学材料科学与工程学院
主题：纳米陶瓷涂层材料
主要研究方向：生态建筑材料；新型功能陶瓷材料。
一、纳米陶瓷涂料
当前，世界各个国家及地区均十分关注涂层的大量使用对于环境产生的影响，未来，涂料的无机化或将成为相关领域的重大发展方向及研究热点。在此背景下，硅酸盐涂层材料被正式开发，其主要解决了以下两个问题：
制备出的纳米硅酸盐树脂（无机高分子材料），取代有机（水性、溶剂型）树脂作为成膜物质。
2.传统仿陶瓷材料韧性差，纳米陶瓷涂料采用特殊原位纳米增韧技术，能够与硅酸盐胶体粒子更好的分散均匀，使其韧性较之前有较大提升。
二、特点
作为纳米陶瓷涂料，其特点包括：因不含溶剂，能够做到产生零VOC（大气挥发性有机物），极具环保安全性；防火、耐高温，有数据显示，在生物质锅炉中，最高可承受850℃的高温；耐候性优异；硬度高、耐磨性好；用途广泛，可涂覆于金属、硅酸盐陶瓷、混凝土、木材及塑料等各种材料表面；功能丰富，通过添加不同的功能填料，可以开发出各种不同功能的涂层，如隔热保温、导电（消除静电）、绝缘、光催化、地坪等。
此外，纳米陶瓷涂层作为无机涂层，以大量的水做介质，在成膜过程中更容易聚合，其表面透气性优异，因此更适用于透气不透水的场景。
三、相关实验
为进一步验证纳米陶瓷涂料的性能，研究人员对此开展相关测试：
1.附着力测试
将纳米陶瓷涂料涂刷在纸张上，再将纸张卷起、揉搓成团，测试结果显示，涂料未出现脱落现象。由此得出结论：纳米陶瓷涂层附着力较强。
2.隔热保温测试
将一块金属板刷上涂层，另一块完全相同的金属板则不刷涂层，再通过等功率的太阳能灯照射，放置1小时之后，没有刷涂层的金属板温度为51℃，刷上涂层的金属板温度为29.8℃，可以发现，两块金属板温差较大，因此，得出结论：涂层具有一定的隔热效果。
3.其它测试
（1）将纳米陶瓷涂层应用于水泥制品表面，通过涂层保护，物品在室外暴露三年依旧完好如初；
应用于天然气管道，有效解决液体天然气液化之后的温度与外界温度相差过大导致出现的相关问题。
技术分享特邀专家：王贡献|教授，武汉理工大学交通与物流工程学院
主题：磁流变振动控制方法
主要研究方向：大型港口机械结构动力学数值计算及试验研究；大型港口机械数字化设计平台研究与开发；物流装备系统的动态设计理论与方法。
一、项目研究背景
作为机械传动系统中最为通用零部件，联轴器被广泛应用于交通运输、建筑、港口物流装备、海洋工程和军事领域中。由于联轴器是动力源和外界负载的媒介，因此，其性能优劣决定了外界载荷和动力传动系统之间的动力传递特性，并直接影响着设备工作的安全可靠性。
（26分11秒-28分06秒，卡顿严重/无声，根据图片内容整理）挠性联轴器包括液力联轴器与磁力联轴器，二者分别如下：
液力联轴器：又称液力耦合器，是一种利用液体动能和势能来传递动力的液力传动装置，其传递效率低，一旦过载保护之后难以恢复，则需要额外冷却系统，并且该装置占用空间大。
磁力联轴器：由内磁钢、外磁钢及隔离套组成，其力矩控制设备复杂、能耗大，在实际工程应用范围比较局限。
那么，是否有一种材料，既响应迅速、粘度可控，又性能稳定、环境适应性强？经过大量的研究发现，磁流变材料正是如此。在没有磁场的干扰下，磁流变呈现均匀分布状态，一旦受到磁场干扰，其流过节流孔的阻力随之增大，即动力产生一定的阻力。
通过磁场的改变，磁流变液可实现动力输入与输出之间的传递。在实际操作过程中，主要技术要求有三点，分别是：无滑差状态下扭矩传递能力强、有滑差状态下（输入端与输出端存在相对运动）智能调节输出转矩或转速、具备自动过载保护功能。
二、技术瓶颈
目前，大部分针对磁流变扭矩传动装置的研究集中在制动器、离合器等非连续旋转传动装置方面，尚未有非常成熟的商业产品在大功率工业现场进行大范围应用。
其无法得到广泛工程应用的根本原因在于，在非滑差工况下，磁流变液联轴器扭矩密度不足，即在单一工作模式下无法有效提升扭矩传递密度，因此只能局限于小功率传动系统；在有滑差的工况下，需要调节输出转速时，大功率磁流变液联轴器由于摩擦产生温度，同时，温度变化扰动因素导致输出转矩和转速特性不稳定。
三、研究成果
针对上述亟待解决的问题，解决方案可从两方面入手，一是增强扭矩，提供一种剪-压混合工作的弧形磁链机理模型，解决磁流变液传动装置扭矩传递密度不足的问题；二是控制柔性速度，研究MFR启制动控制方法，替代液力耦合器或变频/软启加刚性联轴器的启制动控制方式，改善大惯量负载传动修通启动及调速性能。
1.扭矩增强方法：通过样机测试结果显示，采用椭圆波纹表面的圆盘在电流接近饱和时仍能够保持一定的增长幅度，平面盘面联轴器扭矩提升的幅度则相对较小；在外形尺寸完全一致的前提下，椭圆盘式磁流变液联轴器的传递扭矩约比普通盘面增长了25%，极限传递扭矩达到近850N.M。
2.软启制动控制：软启动响应快、线性度高，过载工况下可实现滑差速度保护且过程可逆。在1-2秒时间内便可快速启动，励磁线圈给定电流实时调节的幅度较大，启制动过程中输出转速曲线与目标速度曲线重合度较高，说明启制动性能较好，输出转速的静差率和速度波动率分别为4.4%和4.1%。
3.温升限制措施：实验结果显示，在初始温度37.8度条件下，模拟磁流变液联轴器发生过载保护情形，在60秒（1分钟）时间内，所测试的最高温度达到110℃；在磁流变液许用温度范围内，且再次启动后联轴器运行特性未发生明显改变。
四
应用展望
与同类型产品比较，使用新型智能材料磁流变液作为联轴器工作介质，实现输出扭矩和转速的智能调节，提高联轴器传动能力与可靠性，并有效保障传动系统安全性，使设备在全生命周期内的综合使用成本有效降低。
值得注意的是，该联轴器适用于低速重载、运行方向固定、不需要频繁调速、只需要软启制动功能、需要过载保护功能的装置。因此，特别适用于大功率连续输送装备。
技术分享特邀专家：潘林|教授，武汉理工大学交通与物流工程学院
主题：海洋风电制氢
主要研究方向：漂浮式海上风电及风电制氢；港口船舶岸电控制；水上无人机及无人水面船艇智能控制；物联网与智慧物流。
一、岸电背景
随着船舶尾气排放造成环境污染日益严重，建立绿色岸电系统成为港口节能减排的重要技术手段，并且对于我国实现“双碳”战略同样具备十分关键的战略意义。
二、岸电系统相关产品研发
1.智能型岸基接地安装（CJHY-AD）
该装备具有操作智能化、操作模式多样化、对接快速化以及数字可视化等特点。分别来看：
操作智能化：在用户接近岸电桩时，每一个供电步骤都会有相应提示，引导用户正确使用接电桩，以此有效减少用户的对接时间。
操作模式多样化：用户可以就地操作，在特殊需要情况下也可以在岸电系统后台进行远程操作。
对接快速化：设计标准的对接接口，用户只需将岸电箱接口对接到接电桩上的标准插座上，便可在短时间完成对接操作，时间不超过20秒。
数据可视化：在岸电桩通电状态下，岸电桩对运行的电量、电流、电压等各项数据进行采集，并在触摸屏上显示，通过对数据进行存储和处理，可以实现历史数据的查询与统计。
2.岸电提升装置（CJHY-ADT-J）
针对内陆港口在枯水期与汛期水面落差大的问题，岸电提升装置被研究开发。
3.岸电后台控制系统（CJHY-ADK）
其主要功能是通过工控机及岸电后台软件监控整个岸电系统，并对岸电运行数据进行收集统计管理，对岸电计费提供网络保障及服务器反馈。
当前，该岸电系统在武汉长江金口港安吉物流港口滚装码头、武汉长江阳逻港国际集装箱港口落差较大的集装箱码头等地均已投入使用，运行状态良好。
三、岸电系统经济效益和环保效应分析
按照武汉市2017年长江港口1亿屯吞吐量计算，如果所有船舶停靠港口使用岸电，可以减排硫化物及氮氧化物约10-15%。
除此之外，新型港口智能船舶岸电桩及新一代内河港口清洁能源智慧型岸电技术云平台在使用过程中的语音提示、在触摸屏设置友好的人机界面可视化显示、支持扫码结算支付、远程监视等功能使其具有操作智能、对接快速、数据可视等优势。
如今，正是我国基本实现社会主义现代化建设的关键时期，同时也是我国实现跻身创新型国家前列目标的重要阶段，只有利用好产学研结合这一有力政策工具，才能实现未来宏伟的科技发展目标。对于企业而言，更加牢牢把握住产学研结合的有力发展机遇，进一步助推科技成果产业化，谱写高质量发展新篇章。
黄教授
