摘要:从嫦娥六号携带的特殊材质五星红旗,到渗透到生产生活的碳纤维、石墨烯纤维等新型材料,再到生物基纤维助推着绿色经济的发展,如今智能化纤维也正模糊着生命与非生命的界线。
从嫦娥六号携带的特殊材质五星红旗,到渗透到生产生活的碳纤维、石墨烯纤维等新型材料,再到生物基纤维助推着绿色经济的发展,如今智能化纤维也正模糊着生命与非生命的界线。
纤维世界多姿多彩,用途广泛。近日,东华大学朱美芳院士做客CCTV-2《中国经济大讲堂》,带领着观众一起走进纤维新世界。
《中国经济大讲堂》是中央电视台财经频道全新开办的一档大型专题栏目,是解读国家经济政策、经济现象、社会发展、人文科学、技术革命的高端平台。嘉宾是权威人士,内容聚焦全社会最关注的经济话题。
朱美芳,中国科学院院士、东华大学材料科学与工程学院院长、先进纤维材料全国重点实验室主任。长期致力于纳米复合材料与智能材料,纤维成形理论,功能纤维及高分子材料,生物纤维等领域研究,获中国青年科技奖、桑麻纺织杰出青年学者奖、上海巾帼创新奖等众多重磅荣誉。
朱美芳院士。图源:院士+
朱美芳院士带领团队不断攻关,研究团队瞄准仿月球环境下的月壤纤维成型这一难题,自主设计并成功搭建了模拟月球环境的仿月壤拉丝装备,将嫦娥五号取回的500mg月壤粉末熔融拉丝,制得直径20-50微米、拉伸强度1GPa的纤维。为未来月球建设提供了技术储备。
此外,东华大学研究团队发现纤维材料还在航天航空领域有别的作用。学校携手江苏奥神新材料股份有限公司的科研团队,经过多年的研究,提出并建立了“反应纺丝”理论体系,攻克了聚合物合成-纺丝-后处理等纤维制备关键技术,自主研发了装备成套化及其与工艺匹配等关键技术,建成了国际上首条干法纺PI纤维千吨级生产线,开发了低成本、多品种、多色系的聚酰亚胺纤维及系列化产品,项目整体技术达到国际先进水平。
有色聚酰亚胺产品及应用
朱美芳院士和严威教授组成的蒙泰课题组还将纤维材料应用于医疗行业。他们在国际顶级期刊Chemical Society Reviews发表成果,全面分析探讨了智能纤维的最新科学和技术突破,研究了塑造可穿戴电子产品未来的纤维材料、物理化学机制、制造策略、集成技术和多种新功能应用中的常见挑战和瓶颈。
“纤维耳朵”的设计与原理。图源:Nature
节目中,朱美芳院士提到变化无穷的纤维还有多种形态。“皮芯结构”可包裹液体或功能材料,“并列型”实现双色效果,“海岛型”通过溶解“海”成分获得纳米级纤维。而十字型导汗纤维可以应用于运动员服装,内层用聚丙烯纤维快速导汗,外层用吸汗材料,通过结构设计解决舒适性问题。
纤维加工过程之结构演变
玩转纤维的东华大学,一直以来都深耕在纺织领域。学校建有“纺织科学与工程”“材料科学与工程”2个“双一流”建设学科;2023年,纺织科学与工程学科首次进入软科世界一流学科排名体系,位列世界第一。材料科学、化学2个学科入围ESI全球1‰。为我国相关领域培养了数以万计的优秀人才。
东华以纤维为笔,在纳米经纬间书写材料新章,让中国纤维迈向领跑者行列。当实验室的“丝线”化作航天铠甲、医疗护盾,每一针创新都在编织未来密码。
素材来源:东华大学官网/官微、东华大学人才工作办公室、东华大学纤维材料改性国家重点实验室、院士+、仙桃市非织造布产业协会、iCANX科学平台
来源:西乡教育