周伟教授在开展激光光路调试。

周伟教授（左一）和团队人员讨论激光加工系统光路搭

从厦门到福州，两位青年学者把冷板凳坐出了温度。厦门大学周伟专攻微纳精密加工，用成果支撑氢燃料电池重卡上路行驶；福建师范大学张章静另辟蹊径，通过分子弱键组装出双稳态材料，相关成果应用于航天五院等国家重点单位。一位在微结构精研中赋能高新产业新发展，一位在微观分子领域探索无限可能。两人的共同之处，是在看似难以突破的方向上耐住漫长探索，也接住了产业需求。

两位学者的经历，展现出福建基础研究与应用转化并进的良好态势。他们同为国家青年科学基金A类（原国家杰青）获得者，也从侧面反映出福建基础研究实力提升、青年人才培育成效明显。来自省科技厅的数据，2025年福建国家自然科学基金立项数创历史新高，省自然科学基金的资助项目超过八成投向45岁以下人才。这片创新的热土，正期待更多甘于坐冷板凳的人。

冷板凳之所以能坐出温度，靠的是良好的体制机制、包容的科研环境，更离不开研究者始终未被磨灭的热爱与坚守。

周伟：在微结构深处点亮氢能重卡未来

“做工程科学的人，东西真能用上，比发论文还高兴。”周伟说这话时，他团队研制的220千瓦氢燃料电池发动机已经装上了重卡，整车续航超过500公里，百公里氢耗7公斤。氢气储运一直是个“老大难”，他们研发的甲醇重整制氢系统能现场制氢，正好绕过这个坎。

周伟是厦门大学南强特聘教授、国家杰出青年科学基金（现国家青年科学基金A类）获得者，基金项目是“功能微结构精密加工技术”。他所带领的“功能微结构精密加工实验室”，长期深耕精密制造技术，致力于解决能源、传感、散热等方面的实际应用难题。“我们要研发出高效低成本的微结构制造方法，然后应用到真实的器件和设备上。”

“氢燃料电池的核心就在微结构的精密加工上——拿随行波双极板来说，能让流体分布更均匀，反应更充分，流阻也能降下来。”周伟说，他和团队跟厦门金龙、厦门金旅合作紧密，把自己开发的多孔载体装进了大功率氢燃料电池重卡的核心系统，通过微反应器结构优化，甲醇转化效率很高，所以能现场制氢。

实验室展台上，摆着几块不起眼的金属板：一块250平方厘米的石墨双极板，表面密布着肉眼几乎看不见的微细流道；一块随行波双极板，摸上去有细微的波浪起伏。周伟拿起一片膜电极密封垫片，薄如蝉翼。“这层垫片直接关系到燃料电池的密封性和使用寿命。”他说，“我们通过微纳加工工艺优化，解决了传统结构容易老化和泄漏的问题。”

2006年，周伟还在华南理工读博时，一次实验中，他发现车削下来的金属碎屑表面糙得很，锋利到能割破皮肤。他琢磨：要是把这些碎屑做成连续纤维，再压成多孔材料，比表面积会不会很大？

这个念头让他走上了“一刀多纤”的路。他发明了一种切削技术，能同时加工出多根连续金属纤维，再通过模压和低温固相烧结，做出了孔隙率可调、比表面积超大的金属纤维多孔载体。用这个载体做的制氢微反应器，性能超过了国外实验室产品。那篇论文成了他课题组的第一篇一区文章。“写起来很痛苦，改起来也很痛苦。”他回忆道，“但现在回想起来，还是高兴。”

从实验室到量产，这条路他走了十几年。

氢燃料电池重卡载重大、工况恶劣，需要高集成度、高可靠性的系统。周伟团队和厦门金龙、厦门金旅等单位一起，在高功率密度电堆、低氢耗发动机系统等领域接连突破。他们设计的随行波双极板，厚度减少30%，传质性能却提高了28%；研制的可调式波瓣针阀氢气引射器，工作范围扩大了50%以上，供氢系统能耗降到1%以内；开发的多级温度协同水热管理系统，把电堆单片电池的温差控制在±3℃以内。相关核心技术还获得美国发明专利。

最终，做出来的220千瓦氢燃料电池发动机，质量功率密度达到815瓦每公斤，关键指标国际领先，搭载该系统的重卡累计销售收入破8亿元，已在福建、广东、浙江、河北、上海等地投运。

2018年前后，团队研发传感器时卡住了——需要在材料上加工负锥角微孔和异形孔，但市面上根本买不到现成设备。国外激光巨头要么禁运，要么不卖。“不能受制于人。”周伟说。

他们从零开始，在国家重点研发计划项目支持下，自己设计五轴振镜激光加工模块。光学系统怎么布局？误差怎么补偿？振镜怎么协同？平台怎么联动？全靠自己摸索。现在这台设备已经能加工深径比高达10∶1的负锥和异形微孔。虽然还是样机，但离产业化只差“加个外壳、装上工作台”。

传感器领域也有意外之喜。2022年，他们在《自然·通讯》上发表论文，受节肢动物启发，设计出一种“刚柔并济”的柔性压电传感器——在柔性基体中嵌入刚性微结构，使传感器从厚度形变转变为弯曲形变，灵敏度达到理论极限值的17倍。

这个传感器贴在机械臂上，能感知抓取力度，还能感觉倒水时的水流冲击。团队与香港理工大学合作建立力-电耦合模型，让传感器既灵敏又保持宽线性量程。与金龙客车的合作也顺理成章——燃料电池电堆装配缺乏精准的空间分布压力检测，而这款传感器面积大、厚度薄、柔性好，正好派上用场。

周伟的科研之路并非一帆风顺。2012年，他在省外一所大学完成师资博士后并留校任教两年后，作了一个决定：离开。他感到“国内做科研与国外还是有差别”，想找一个有机械工程学科根基的地方。多所高校向他伸出橄榄枝，他选了厦门大学。“一个人都不认识，也没有找人打招呼。”他回忆道，“但我认为厦大比较自由，比较开放。”到厦大后，他把此前在国外大学积累的能源与生物医学工程交叉背景，融入微纳制造领域。“交叉学科是发展趋势，我不惧怕交叉。”

目前，周伟的团队有4名教授、5名副教授、2名助理教授、5名博士后、90多名硕博生。他带过的7名博士毕业生中，有4人获福建省优秀博士学位论文。谈到带学生，他提两点：一是跟学生商量着确定方向，二是以身作则。“你跟他一起写项目、做实验，得在他前面作出成绩，让他服你。”学生张金惠为了制备“刚柔并济”的微结构，两年内尝试了多种材料，历经成百上千次失败。“科研就是一个不断试错的过程，持之以恒最为重要。”

周伟坦言，这是厦大机械工程学科的生存之道。“985大学在传统领域已经做得很强了，想走老路赶超不太现实。发挥交叉学科的优势，相信能走出一条不同的道路。”

（原文刊载于福建日报2026年4月20日第08版）