卡脖子技术与生活中的高分子科学

课程名称：高分子化学与物理

课程代码：1100510

课程类别：专业选修课

开课院系：化学工程与工艺系

授课教师：叶嘉文

【教师简介】

叶嘉文，博士，研究方向为荧光配位聚合物的应用与相关作用的机理。主讲课程为《高分子化学与物理》。在教学过程中，坚持以学生为中心，OBE理念与持续改进，注重塑造学生的世界观。

【课程简介】

本课程是化学工程与工艺专业本科生选修课程，主要内容包括：高分子与小分子在合成、结构和性能上的显著区别及一些基本概念；各种不同机理的高分子聚合反应及其控制，特殊聚合物的实际应用；高分子化合物的化学反应；高分子聚合物链结构和凝聚态结构；力学状态、流变性、溶液性质、分子量及其分布表征和测定；力学性能、电学性能、热学性能；聚合物的成型加工原理、加工类型对高分子材料结构性能的影响。

【课程专业内容】

高分子科学发展历史，高分子的基本概念，聚合物的分类，命名，制备方法，聚合物的相对分子质量和分子质量分布。

【课程思政目标】

1、提高学生对高分子的学习兴趣；

2、培养学生用科学的思维思考生活问题的能力；

3、树立对科学技术的全球性思维。

【案例内容】

在绪论中讲到高分子的应用时，插入光刻胶的讲解，解说卡脖子技术，激发学生对高分子研究的兴趣，培养为国家解决科学难题的志向。在绪论中讲到高分子的应用时，插入生活中高分子的知识，让学生懂得在生活中思考科学问题。

光刻工艺历经硅片表面脱水烘烤、旋转涂胶、软烘、曝光、曝光后烘烤、显影、坚膜烘烤、显影检查等工序。在光刻过程中，光刻胶被均匀涂布在衬底上，经过曝光、显影与刻蚀等工艺，将掩膜版上的图形转移到衬底上，形成与掩膜版完全对应的几何图形。光刻工艺约占整个芯片制造成本的35%，耗时占整个芯片工艺的40-50%，是半导体制造中最核心的工艺之一。

最终光刻胶会形成这样一个形状，可以看出，光刻胶不能太厚不能太软，不然很容易倒，图案就被盖住了。所以芯片纹理越精细，光刻胶的要求就越高。光刻胶主要用于印制电路板、显示屏和半导体芯片的制造过程中，半导体光刻胶技术要求最高，电路板光刻胶最低。最低端电路板光刻胶国产化已基本完成，显示屏光刻胶只有部分领域刚开始国产化；半导体光刻胶：国产厂商也只能替代最低端的领域。要实现完全的自主可控还需要很长的路要走。

光刻胶成分比较复杂，很难仿制。但从表中可以看出，应用制程越小，光刻胶硬度越大。

一个高科技产品后面其实涉及很多很多方面的技术，不是一个人，不是一个公司，甚至不是一个国家就能做出来了，芯片其实是很多很多国家的技术整合起来的结果。例如，光刻胶要靠日本，镜片要靠德国，最后组装靠荷兰阿斯麦尔。很多民众不了解中国为啥搞不出这些技术，这些高科技产品就是一个人或者一个团队就能研发出来了。实际上，这还涉及大国博弈。美国就禁止其他国家把技术出口给中国。所以，中国研发芯片不仅仅是要超越美国，而是要超越全世界。我相信集合十四亿人的智慧，有朝一日一定能全部解决这些技术难题的。

在生活上，我们也离不开高分子，学习高分子科学可以帮助我们解释一些在生活中的现象。通过这些例子，说明高分子的学习不是仅仅在大学的象牙塔之中，与我们平时的生活也息息相关，从而提高学生的学习兴趣。

例如：

1.酒为什么不能用塑料瓶装呢？

2.碱水面为何韧性更大？

3.矿泉水瓶为什么是透明的？

4.尿不湿为什么可以吸那么大量的水？

5.塑料瓶下面写的1，2，3……代表什么？

布置课后作业，让学生上网查找相关课题的答案。