乌镇实验室5楼，一条长长的走廊，玻璃隔开了实验室和外界，实验室内各种精密仪器和实验用具整齐地陈列着……这里是乌镇实验室新型功能复合材料研究中心。

该中心聚焦具有重要发展前景和重大创新机遇的电子信息材料领域，围绕“功能复合材料工程化”的主线，主攻高性能复合电介质材料、高频高速覆铜板、柔性压电材料及器件等国家重大战略设备核心材料及商用电子关键功能材料的技术推广与应用。

在这个空间里，清华大学材料学院沈洋教授课题组实现了一个个“从0到1”的原创性突破。

打破垄断，实现“0”的突破

在去年举行的第75届德国纽伦堡国际发明展上，由清华大学材料学院副院长沈洋教授领衔的乌镇实验室新型功能复合材料研究团队的参展项目“多尺度调节纳米复合材料：打破薄膜电容器的能量密度和耐热极限”，凭借技术的原创性和显著的应用效果获得本届展览会金奖。

德国纽伦堡国际发明展是全世界历史最悠久、最具影响力的国际发明展，迄今已有逾三万多项发明创造通过展会走向大众，因其评审公正、规模宏大，在国际展览界享有最高权威和声誉，其奖项深受世界各国政府的认可。

沈洋团队获奖项目基于聚合物基复合材料提出多尺度调控思想，发明了通过拓扑结构调制破解介电常数与介电强度倒置关系的新机制，开发出复合电介质薄膜的非平衡态快速制备新方法，突破复合电介质薄膜连续生产的技术难题。

沈洋团队深耕该领域20多年。他说，此前世界上所使用的薄膜电容器存在能量密度低，不耐高温的缺陷，然而由于研究该项目对场地要求高，需要一个极其严苛环境，保证性能稳定性，研究难度较大。

“但是这个产品在全球有200多亿人民币的产值，前景非常广阔。”沈洋对此充满信心。随着2019年团队入驻乌镇实验室，这里更像一个“科技温室”，为团队提供了空间及服务支持，让这一项目有了质的突破。

薄膜电容虽小，但是需要精工。一片材料厚度大约不到10微米，却要卷成一个直径几米的庞大器件，每一片材料都需要经过几百甚至上千次的连续磨合才能够进行一次最简单、最基本的操作。从制成一片最基础的材料，到形成一个庞大器件，需要布置一条全套生产线，至少需要1000平方米以上的场地，“我们找过许多地方，企业有场地，但是没有科研设备，实验室有科研但是没有场地，而在乌镇实验室有了完美结合。”项目还没有成熟，需要一段时间的中试验证，刚好乌镇实验室给了这个契机，让团队研发有人、有资金、有平台。

有了场地还不够，设备哪里来？“我们所做的事情在国内没有人参与过，制造设备成了我们研发的第一步。”团队现在共有十几台核心设备，全部都是团队人员自己绘制草图，找加工商生产。

最让沈洋津津乐道的就是一台重达28吨的“巨无霸”。这是台热处理协同处理设备，在国内这样规模的设备屈指可数，为了生产这台设备，团队与加工商沟通了一年时间，运到现场后又发现了新的问题，这么大如何运进场地？“我们拆除了一扇大门和两个窗户，墙上还破了个大洞，虽然安装、调试都很辛苦，但好在最终效果非常好。”

团队依托乌镇实验室，采用工业化流延设备首次实现了百米级长度的亚纳米复合电介质薄膜的卷对卷生产，所获得的薄膜具有稳定的储能性能，展现出广阔的工业化应用前景。此项目在国际上首次研制出耐高温、高储能密度的复合电介质薄膜，并试制出薄膜电容器。与现有BOPP电容器对比，大幅提高了容量体积比和耐高温能力，技术水平国际领先。项目首先应用于新能源汽车电机控制器中直流支撑电容，提升其高工作电压下的耐受温度和容量体积比，推进新能源汽车减重增效。后续将陆续在智能电网、脉冲电源等场景中推广应用。

让“沉睡”的科研成果“苏醒”

如今，沈洋团队还攻克了高性能高频覆铜板制备工艺难题，实现了无玻纤PTFE基高频覆铜板国产化替代和量产。

为何要做这项研发？“此前这块领域被国外所垄断，现在我们依托乌镇实验室条件，搭建了一个高水平的研发平台，研发的产品已经全方位优于市场上最好的对标产品。”沈洋说，“这一项成果，甚至打破了国外技术垄断，未来在5G+通信、汽车自动驾驶、智能物流、智慧交通、军事卫星等领域，都有我们的用武之地！” 

一个又一重大科技成果在这里横空出世。沈洋团队研究成果继获德国纽伦堡国际发明展金奖后，与清华大学共同完成的研究成果登上《Nature》子刊、成功申报国家自然科学基金青年科学基金项目、获教育部自然科学奖一等奖......短短几年时间取得诸多成果的背后，是这支研发团队矢志不渝的执着追求和并肩携手的默默奋斗。

如何让“沉睡”的科研成果“苏醒”？“我们已经完成下游电路板厂的建设，也经过了加工性能验证，马上这些产品就能投入到市场，预计订单也将到来。”清华大学博士江建勇也是团队的核心人物，他在乌镇实验室的时候并不多，更多时候他像一只候鸟，飞往全国各地谈合作谈融资，再在约定的时间回到乌镇实验室。

最近，江建勇一直在为项目产业化前的准备工作而忙碌奔波着。他说，“我们以前是泡在实验室的科研人，现在是奔波于全国各地寻找市场的企业人，做商业计划书、跑场地、谈投融资，这些都是之前没有接触过的，但我们乐在其中！”言语间，江建勇憧憬着。

创新如同一颗发芽的种子，以惊人的速度在这片土地上不断拔节生长。沈洋说，桐乡拥有桐昆、巨石、华友、新凤鸣等新材料企业，与团队的研究方向一致，未来希望能将更多研究成果落地桐乡，真正地为桐乡、嘉兴甚至长三角地区的经济发展做贡献，与这里热情相拥。

编辑：杨薇

校对：沈真真

责编：李晓钰

审核：张芬娟