近日，南京工業大學2011學院2021級本科生張羽杰的公司南京精塵科技有限公司，又達成了一項商業合作——為某單位提供3D打印所需的先進陶瓷粉體。2024年10月，憑借首創的國產高端精控化高熵陶瓷粉體及生產工藝的應用，張羽杰團隊在中國國際大學生創新大賽中以“高教主賽道—本科生創意組”第一名的成績摘取金獎。
　　
　　“目前，我們國家的先進陶瓷粉體材料研究存在‘卡脖子’難題，材料性能與國外差距較大。”3年前，在大一新生的專業導學課上，教師的一席話引起張羽杰的興趣，他想嘗試解答這道難題。
　　
　　一開始，面對一堆晦澀難懂的專業文獻，張羽杰就遇到了困難。幸運的是，學校的“本科生導師制”為他打開了一扇窗。張羽杰找到研究陶瓷材料方面的教師金俊陽，幫他在一頁頁文獻中學習、在一家家企業調研中取經、在一個個實驗中摸索……
　　
　　高熵陶瓷具有優異的機械性能、熱穩定性和化學穩定性，廣泛應用于醫療、工業與軍事等領域。然而我國先進陶瓷市場起步較晚，2023年，先進陶瓷粉體材料的國產化率僅約25%，國內市場份額較小。當張羽杰得知國內高熵陶瓷粉體產品存在粉體粒徑寬、粉體控型難、漿料穩定性差等痛點問題后，便開始逐一攻克。
　　
　　整個大一，除了上課，張羽杰幾乎每天都泡在實驗室中，反復嘗試用不同的化合物合成陶瓷粉體的前驅體，反復比對不同路線之間的性能差異。在此過程中，雖然粉體的性能沒有發生實質性提升，但許多來自材料學院、化工學院、電控學院等的學生陸續加入進來，提供了越來越多的思路。
　　
　　2022年9月的一天，在南工大材料化學工程國家重點實驗室，團隊成員、學生袁錦康在后期測試時突然發現粉體性能曲線發生罕見變化，這啟發團隊放棄先前的碳化物方向，轉向氧化物方向，但采取何種工藝路線來合成，張羽杰還是沒有頭緒。
　　
　　直到2023年2月寒假期間，張羽杰在金俊陽的推薦下來到江蘇國瓷新材料科技股份有限公司實習。在實習項目“高疏水型沸石分子篩的水合成研究”中，他受到了金屬有機框架材料結構的啟發，準備放棄以前的傳統合成路線，即溶膠法或化學沉淀法，采用金屬有機框架材料相關技術進行合成。最終，在當年10月，團隊在陶瓷粉體的合成、熱解和制漿三大環節分別實現了突破，研發了金屬有機凝膠合成、智能爐溫控制裂解與微納空間電荷均相分散三大專有技術。
　　
　　得益于南工大與常熟市的校地合作平臺，張羽杰和團隊成員帶著他們的三大專有技術，以及第三方檢測機構檢測報告，來到了蘇州云火材料科技有限公司尋求合作。一年多來，云火科技用他們的粉體制備了系列墊片，耐磨性能得到顯著提升，使用壽命可達10000小時以上。
　　
　　“攻克‘卡脖子’技術，用國產產品代替進口產品。”張羽杰仍然記著這一“初心”，不斷奔波于南京、鎮江、蘇州等地，推廣他們的技術和產品。實際上，從一開始，他想做的正是一批批南工大科研前輩們正在做的事——“向上”瞄準科技前沿，“向下”扎根社會發展。為了更好地推廣團隊的產品，在科技企業孵化器——南工大國家大學科技產業園的幫助下，張羽杰于2024年年中注冊成立了南京精塵科技有限公司。“我們甘做一粒粒塵埃，用千千萬萬顆陶瓷粉體‘塵’，匯聚成堅韌無比的陶瓷護板，為國家科技自立自強貢獻自己的微薄力量。”
　　
　　半年來，“精塵科技”團隊陸續收到了來自10多家企業的試用報告。立志做國產高品質人造髖關節骨的寧波兆盈醫療器械有限公司一直從德國進口高品質陶瓷粉體原料，初看到張羽杰的項目就眼前一亮，試用半年后的產品效應更是讓他們喜出望外：所制成的人工髖關節對比國外同類產品性能絲毫不差，而成本顯著降低。
　　
　　“未來，我們將努力實現技術迭代，研發更高品質和性能的陶瓷材料，為國家科技自立自強和社會經濟發展貢獻力量。”張羽杰說。