卡脖子技術(shù)與生活中的高分子科學(xué)
課程名稱：高分子化學(xué)與物理
課程代碼：1100510
課程類別：專業(yè)選修課
開課院系：化學(xué)工程與工藝系
授課教師：葉嘉文
【教師簡介】
葉嘉文，博士，研究方向為熒光配位聚合物的應(yīng)用與相關(guān)作用的機(jī)理。主講課程為《高分子化學(xué)與物理》。在教學(xué)過程中，堅持以學(xué)生為中心，OBE理念與持續(xù)改進(jìn)，注重塑造學(xué)生的世界觀。
【課程簡介】
本課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生選修課程，主要內(nèi)容包括：高分子與小分子在合成、結(jié)構(gòu)和性能上的顯著區(qū)別及一些基本概念；各種不同機(jī)理的高分子聚合反應(yīng)及其控制，特殊聚合物的實際應(yīng)用；高分子化合物的化學(xué)反應(yīng)；高分子聚合物鏈結(jié)構(gòu)和凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)；力學(xué)狀態(tài)、流變性、溶液性質(zhì)、分子量及其分布表征和測定；力學(xué)性能、電學(xué)性能、熱學(xué)性能；聚合物的成型加工原理、加工類型對高分子材料結(jié)構(gòu)性能的影響。
【課程專業(yè)內(nèi)容】
高分子科學(xué)發(fā)展歷史，高分子的基本概念，聚合物的分類，命名，制備方法，聚合物的相對分子質(zhì)量和分子質(zhì)量分布。
【課程思政目標(biāo)】
1、提高學(xué)生對高分子的學(xué)習(xí)興趣；
2、培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)的思維思考生活問題的能力；
3、樹立對科學(xué)技術(shù)的全球性思維。
【案例內(nèi)容】
在緒論中講到高分子的應(yīng)用時，插入光刻膠的講解，解說卡脖子技術(shù)，激發(fā)學(xué)生對高分子研究的興趣，培養(yǎng)為國家解決科學(xué)難題的志向。在緒論中講到高分子的應(yīng)用時，插入生活中高分子的知識，讓學(xué)生懂得在生活中思考科學(xué)問題。
光刻工藝歷經(jīng)硅片表面脫水烘烤、旋轉(zhuǎn)涂膠、軟烘、曝光、曝光后烘烤、顯影、堅膜烘烤、顯影檢查等工序。在光刻過程中，光刻膠被均勻涂布在襯底上，經(jīng)過曝光、顯影與刻蝕等工藝，將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上，形成與掩膜版完全對應(yīng)的幾何圖形。光刻工藝約占整個芯片制造成本的35%，耗時占整個芯片工藝的40-50%，是半導(dǎo)體制造中最核心的工藝之一。
最終光刻膠會形成這樣一個形狀，可以看出，光刻膠不能太厚不能太軟，不然很容易倒，圖案就被蓋住了。所以芯片紋理越精細(xì)，光刻膠的要求就越高。光刻膠主要用于印制電路板、顯示屏和半導(dǎo)體芯片的制造過程中，半導(dǎo)體光刻膠技術(shù)要求最高，電路板光刻膠最低。最低端電路板光刻膠國產(chǎn)化已基本完成，顯示屏光刻膠只有部分領(lǐng)域剛開始國產(chǎn)化；半導(dǎo)體光刻膠：國產(chǎn)廠商也只能替代最低端的領(lǐng)域。要實現(xiàn)完全的自主可控還需要很長的路要走。
光刻膠成分比較復(fù)雜，很難仿制。但從表中可以看出，應(yīng)用制程越小，光刻膠硬度越大。
一個高科技產(chǎn)品后面其實涉及很多很多方面的技術(shù)，不是一個人，不是一個公司，甚至不是一個國家就能做出來了，芯片其實是很多很多國家的技術(shù)整合起來的結(jié)果。例如，光刻膠要靠日本，鏡片要靠德國，最后組裝靠荷蘭阿斯麥爾。很多民眾不了解中國為啥搞不出這些技術(shù)，這些高科技產(chǎn)品就是一個人或者一個團(tuán)隊就能研發(fā)出來了。實際上，這還涉及大國博弈。美國就禁止其他國家把技術(shù)出口給中國。所以，中國研發(fā)芯片不僅僅是要超越美國，而是要超越全世界。我相信集合十四億人的智慧，有朝一日一定能全部解決這些技術(shù)難題的。
在生活上，我們也離不開高分子，學(xué)習(xí)高分子科學(xué)可以幫助我們解釋一些在生活中的現(xiàn)象。通過這些例子，說明高分子的學(xué)習(xí)不是僅僅在大學(xué)的象牙塔之中，與我們平時的生活也息息相關(guān)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
例如：
1.酒為什么不能用塑料瓶裝呢？
2.堿水面為何韌性更大？
3.礦泉水瓶為什么是透明的？
4.尿不濕為什么可以吸那么大量的水？
5.塑料瓶下面寫的1，2，3……代表什么？
布置課后作業(yè)，讓學(xué)生上網(wǎng)查找相關(guān)課題的答案。
