一块不起眼的“石头”,却能切削世界、探测未来,甚至可能重塑半导体产业的格局。
在河南,这个全球超硬材料的心脏地带,郑州大学正悄然完成从“产业追随者”向“技术策源地”的身份蝶变。
2026年1月30日,郑州大学主校区。一块崭新的牌匾揭开——超硬材料人才培养联盟正式成立。台下,河南工业大学、许昌学院等6所高校代表与中国机械工程学会金刚石及制品分会、河南华探检测等企业负责人共同见证了这一时刻。
鲜为人知的是,这个看似平常的仪式,标志着一场关于人才与产业的深度变革正式启动。作为牵头单位,郑州大学向外界传递了一个明确信号:超硬材料的竞争,已从产能转向技术,从产品转向人才。
这一切,要从一个人的选择说起。
01归雁
一个人与一个方向的“从零起步”
时间拨回2015年。
长春,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所。已是中科院“百人计划”入选者的单崇新,做出了一个让同行意外的决定——回到河南。
“一是思乡情切,想为家乡做点事儿;二是家乡也需要自己,在这里更能贡献光和热。”多年后,单崇新这样解释当初的选择。
彼时的河南,已是全球超硬材料无可争议的“世界工厂”。全球80%以上的超硬材料产自中国,而中国的超硬材料产业核心就在河南。但一个尴尬的现实是:产量虽大,价值链却长期盘踞中低端。初级产品多,高端应用少,定价权缺失,国际影响力微弱。
“问题就是努力的方向。”单崇新在郑州大学物理学院(现为副校长)“从零做起”,确立了金刚石光电材料与器件的研究方向。
从几个人起步,到如今百十人的团队;从零基础,到承担30余项国家级重大科研项目。单崇新团队硬是在河南这片超硬材料的热土上,开辟出一条通往高端的路径——开发出克拉级高品相钻石的化学气相沉积(CVD)合成工艺,并在企业实现成果转化。
这只是开始。随后,高纯度金刚石单晶、两英寸光学级金刚石晶体相继问世,成功实现了进口替代。
“全球金刚石看中国,中国金刚石看河南。”这句行业俗语,在单崇新团队的实验室里,被赋予了新的内涵。
02 突破
从“卡脖子”到“成果榜”
2026年1月,教育部公布了2025年度科学研究优秀成果奖(自然科学和工程技术)获奖名单。郑州大学两项成果同时获得工程技术研究成果奖二等奖,巧合的是,两项都与超硬材料相关。
一项来自物理学院单崇新教授团队——“金刚石半导体的合成关键技术及传感器应用”。
这个面向国家重大需求的项目,构建了 “理论—装备—工艺—器件—应用”的全链条创新体系。从完善金刚石生长成核理论,到研制出具有自主知识产权的大型六面顶超高压成套装备;从实现高品质金刚石单晶的产业化生产,到发明基于金刚石表面吸附效应的高灵敏微水传感器、金刚石微悬臂梁光纤传声器——团队累计获得授权国家发明专利82件,参与制定国家及行业标准5项,成果已在企业实现转化应用。
另一项来自材料科学与工程学院王海龙教授团队——“新型PcBN超硬切削刀具的开发与应用”。
名字听起来晦涩,意义却直白有力:打破国外技术封锁。
在国家自然科学基金、河南省重大科技专项等支持下,团队连续10余年聚焦聚晶立方氮化硼(PcBN)烧结难度大、韧性不足、使用寿命偏低等核心技术难题,最终攻克了制约我国高端超硬刀具制品发展的技术瓶颈。
“缩小了我国与发达国家在超硬材料刀具制造及应用技术领域的差距。”评审专家这样评价。
更早的2024年6月,王海龙教授作为主要完成人的“半导体材料高质高效磨粒加工关键技术与应用”项目,已荣获2023年度国家科技进步奖二等奖。该项目有力促进了我国超硬材料产业及半导体等应用领域的高质量发展。
一个细节值得玩味:郑州大学材料科学与工程学科迄今已获得5项国家科学技术奖。这个数字,在国内高校同类学科中亦属亮眼。
03 前沿
从“跟跑”到“并跑”的科研突击
科研的魅力,在于总能从看似已知的世界里,发现未知的可能。
2023年4月,王海龙教授团队在超硬“高熵一硼化物”陶瓷方面取得重要进展,相关成果发表于陶瓷领域国际期刊《Journal of the European Ceramic Society》。
研究背后,一个“超级助手”功不可没——国家超级计算郑州中心的“嵩山”超级计算机。
通过高通量计算模拟进行材料设计,团队构建理论模型,从13种过渡金属元素中筛选组合,最终成功合成了三种新型单相“高熵一硼化物”。测定其维氏硬度分别高达 44.51 ± 1.23 GPa、42.85 ± 3.74 GPa 和 41.13± 1.83 GPa 。
“避免了传统实验合成方法的高成本投入,加速了新材料的开发。”论文作者写道。
这正是郑州大学在超硬材料领域的科研逻辑:传统优势产业+前沿计算工具=新的突破可能。
在单崇新团队,类似的突破也在持续。金刚石量子传感、金刚石深紫外成像、金刚石传感器件……一系列成果背后,是团队在高端应用领域的持续深耕。
“在超硬材料高端应用领域,特别是极端环境下的应用方面,团队研发进程持续推进。”单崇新表示,“相信不久的将来会取得更多成果,进一步助力全省超硬材料产业升级、附加值提升。”
04 平台
七个研究院背后的“超硬”布局
2026年1月10日,郑州大学举行学科交叉创新中心揭牌仪式暨创新论坛,7个未来科学与技术研究院一同揭牌亮相。
其中,超硬材料研究院赫然在列。
根据学校规划,这个研究院将依托河南省在超硬材料领域的产业优势,面向国家对金刚石超硬材料的战略需求,以及河南省优势产业转型升级需要,聚焦金刚石超硬材料前沿科学问题与关键技术,打造具有国际影响力的基础研究高地、人才培养基地、创新技术策源地。
值得注意的是,研究院明确要“聚力建设金刚石材料与器件前沿研究中心”。
“基础研究高地”“人才培养基地”“创新技术策源地”——三个定位,勾勒出郑州大学在超硬材料领域的雄心:不再仅仅是产业的服务者,而要成为技术的定义者。
与此同时,另外6个研究院——变革性分子前沿研究院、量子信息研究院、衰老解码与再生研究院、人工智能与机器人研究院、生医工程研究院、新能源研究院——同步亮相。它们与超硬材料研究院一同,构成了郑州大学面向未来的 “学科交叉创新矩阵” 。
05 人才
破解“世界工厂”的人才之困
产业升级,说到底是人才升级。
2026年1月30日,郑州大学牵头,联合河南工业大学、中原工学院、商丘师范学院、许昌学院、郑州职业技术学院及行业企业,成立超硬材料人才培养联盟,并发布《超硬材料人才培养联盟宣言》。
河南省教育厅二级巡视员曹克舜直言:“产业升级离不开创新驱动,更离不开人才支撑。”
数据显示,河南超硬材料产业基础扎实、生态完备,人才培养体系健全,高校支撑力量突出,已成为该产业的全国核心集聚区与技术策源地。但面向高端化、智能化、绿色化的发展方向,复合型高层次人才的缺口依然明显。
“重构人才培养模式,打破学科壁垒,构建产学研用贯通的教育体系。”郑州大学党委常委、副校长胡少伟在成立仪式上明确表态。
联盟的愿景很清晰:推动“企业出题、高校解题、政府助题”的联合攻关,深化国际合作,提升我国超硬材料产业的国际话语权。
一个值得关注的细节是,郑州大学副校长单崇新代表联盟成员单位发布宣言。这位当年“从零做起”的归乡学者,如今已深度参与到河南省超硬材料人才培养的顶层设计中。
事实上,郑州大学与企业的深度融合,早已展开。
2021年起,郑州大学连续实施“教授团队助力企业创新驱动发展”行动。截至当年1月,已有200个教授团队参与,对接企业超过400家,开创了校企互动、产学协同的新局面。
学校建立梯度校企研发平台体系:与龙头企业联合成立研究院,开展全方位战略合作;与大型企业共建研发机构;与规上工业企业共建院企研发中心。截至2023年3月,已建设19个大型企业共建研发机构和56个院企研发中心,牵引社会资金超1.1亿元投入科技创新。
06 未来
让河南钻石“闪耀”世界
在单崇新的办公室里,摆着一份特别的提案。
作为全国政协委员,他建议:我国超硬材料应该依托产业链发展创新链,推动超硬材料的研究与应用,占领未来产业制高点;组织优势企业成立超硬材料产业联盟,设立金刚石期货,依托郑州等超硬材料产业聚集区打造世界级交易中心,切实提高产业竞争力和话语权。
学术研究之外,他对产业的思考同样深入。
每年11月,郑州大学都会举行科普开放日活动,至今已成功举办七届,吸引数万名中小学生及家长参加。单崇新常常带着师生,带着科研器材、实验教具,到偏远或农村地区给学生们现场演示科学实验。
“把科学创新的种子播撒到更多孩子心中,就是在播种未来。”他说。
从一个人到一支团队,从一个实验室到一个研究院,从一个研究方向到覆盖全产业链的创新体系——郑州大学与超硬材料的渊源,正在从“物理叠加”走向“化学反应”。
2026年2月,当我们重新审视这段渊源,或许可以这样说:
河南成就了郑州大学在超硬材料领域的“地利”,而郑州大学,正在用自己的方式,重新定义河南超硬材料的未来。
而这,恰恰是高校与产业最好的“双向奔赴”。