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东华大学研发“神奇纤维”服务国防民生

编者按:高性能纤维是国家低碳经济与战略发展的关键材料,东华大学在高性能纤维研发等领域具有历史积淀、学科优势和与行业企业的协同创新传统。近期,应部分社会媒体的采访要求,宣传部在科研处、材料学院等部门的支持下,组织记者代表走进东华大学碳纤维实验室,东华大学合作单位——中复神鹰碳纤维有限公司,深入了解我国碳纤维等高性能纤维的研发及产业化状况,梳理学校的相关贡献,着力弘扬其中积淀的精神财富。有一种神奇纤维,只有头发丝的十分之一细,强度却是钢的4到5倍;在2000℃以上的高温环境中,别的纤维也许早已化为灰烬,它却纹丝不动;它的研制,不仅曾助力国家头号战略武器成功飞天,如今更在新材料领域刮起一股革命旋风,用它来造大飞机、汽车、轮船,能大幅减重提速;用它来做高尔夫球棒、羽毛球拍、钩鱼竿,轻且耐用……它,就是被誉为“黑色黄金”的碳纤维。在东华大学校园里,就有这样一群专门与碳纤维打交道的人,他们几十年磨一剑,百折不挠,在我国西安中际医院:聚焦“脑病患儿”▏他用智慧和毅力编制着自己的健康梦碳纤维产业化的道路上抛洒着汗水。攻坚克难:助导弹一飞冲天潘鼎教授早在40多年前就与碳纤维结下了不解之缘。1978年,国家恢复研究生招生制度后,他考入我国纺织教育与研究的最高学府——华东纺织工学院(东华大学前身)。正是从那时起,在恩师、中国化学纤维之父钱宝钧教授的指点下,他开始潜心专攻碳纤维的理论及产业化问题。潘教授回忆到,上世纪80年代,我国头号战略武器面临最后两项久攻不克的遗留难题。其中一个“拦路虎”就是航天级高纯粘胶基碳纤维。作为洲际导弹弹头防热层关键材料,航天级高纯粘胶基碳纤维的性能、品质直接关系到飞行的质量及成败。因其原料要求极高、制备技术极难,当时只有美、俄两个超级大国拥有,且对我国实行严密禁运、技术封锁。难关攻不下,导弹上不了天!关键时刻,在国家有关部门的支持下,潘鼎教授领衔的碳纤维项目组临危受命,采用国外否定、国内仅有的棉浆基纤维素为原料,先后攻克了“原丝、工艺、强度、排废”等难关,苦战4年,在碳纤维生产的基础理论、工艺技术和制备等方面获得了系列突破,在软硬件技术上获得了大量原创性成果,最终成功研制了集美、俄两国同类产品性能所长的航天级高纯粘胶基碳纤维,为国家头号战略武器飞天提供了关键性的技术支持。潘教授此举不仅填补了国内空白,让我国由此成为世界上第三个掌握航天级高纯粘胶基碳纤维研制技术的国家,也为我国国防现代化的升级换代及捍卫国民经济现代化成果作出了贡献。10余年来,潘鼎教授团队配合国家战略任务,为现役及高新工程后续型号的各类武器持续稳定地提供着保质、保量的碳纤维产品,得到了相关航天部门及军代表的充分肯定,获得国家科技进步奖等多项奖励。敢为人先:推产业“换代升级”如果说粘胶基碳纤维的“横空出世”,展现了东华大学在高性能纤维研究领域“敢为人先”的魄力与胆识,那么,聚丙烯腈基碳纤维的持续攻关,则体现了潘鼎教授团队在致力于新材料产业“换代升级”变革过程中“追求卓越”的决心与毅力。和粘胶基碳纤维相比,聚丙烯腈基碳纤维也用于国防军工,但其涉及的民用领域更广泛,不仅飞机、汽车等交通工具可用,建材、医疗器械、体育用品等方面也大有可为。拿飞机来说,以前多用的是铝合金耗材,有疲劳极限,换做聚丙烯腈基碳纤维材质,不仅机身更轻,飞得更快,更重要的是,强度得以加强,断裂几率大为降低,安全系数也得到很大提高,在能耗及环境污染方面,也创造了杰出效益。目前,国内最大的民用碳纤维生产企业是位于江苏连云港的鹰游集团中复神鹰碳纤维有限公司。该公司创造了国内碳纤维领域的多个“第一”:第一个实现千吨T300碳纤维产业化生产,第一个实现干喷湿纺T700碳纤维的技术突破,2011年全国碳纤维产量近1500吨,神鹰的碳纤维销售量已达1000吨……在这些光环的背后,是潘鼎教授带领的东华大学科研团队对鹰游集团的鼎力相助。对此,该公司董事长张国良深有感触。2005年,公司刚起步,张国良走访了国内几乎所有碳纤维研究专家,因为技术上很难实现从实验室到产业化,只有潘鼎等少数专家支持他。张国良还清楚地记得,那年9月29日到10月2日,潘教授连着5天给自己及原先从事纺机制造行业的团队系统地上了碳纤维的第一课,从丙烯腈单体到碳纤维乱层石墨结构,从原丝、碳化生产线到飞机、导弹、汽车、自行车等碳纤维复合材料的开发,潘教授深刻、详细的介绍,引发了张总及其企业对碳纤维的浓厚兴趣。校企间的紧密合作与协同创新由此开始而“一发不可收”。在潘鼎教授的领衔下,东华大学材料学院科研团队依托材料学国家重点学科、上海市十大重中之重学科、纤维材料改性国家重点试验等国家级科研基地优势,将在一系列国家及省市973等重大基础理论项目研究中获得的成果“全过程缺陷抑制及消除”等理论、国内外高性能碳纤维制造关键单元化及集成化技术介绍到企业,在多项江苏省成果转化项目中,共同申报及承担科研任务,为中复神鹰碳纤维通用级产业化及高强高模型碳纤维的制造持续提供了强有力的科技支撑。2009年起,东华大学—中复神鹰碳纤维工程技术中心,东华大学—中复神鹰碳纤维工程研究中心,东华大学材料科学与工程博士后流动站科研基地、鹰游集团碳纤维博士后科研工作站科研基地等协同创新平台陆续成立,提升着企业的研发实力,更为推进碳纤维产业化进程提供了坚实的保障。谈起未来发展,张国良充满信心地说:“如今,我们已实现碳纤维系列生产设备和多条生产线的自我设计、自我制造、自我安装、自我调试,基本打破了国长春哪看癫痫病最好外先进国家对我国关键生产技术及设备的严密封锁。并且建设中的万吨碳纤维生产基地已具备规模。预计到2015年,国内碳纤维产能需求将达1.2万吨,尽早改变我国碳纤维生产的落后局面、赶上及超过世界先进水平已经指日可待了。有与东华大学的强强联合、紧密合作,我们中复神鹰有信心、有能力助推中国碳纤维产业化之梦!”匹夫有责:为国为民为学生从投身碳纤维事业算起来,年近古稀的潘鼎教授迄今已跟这个纤维界的“黑色大腕”打了近半个世纪的交道。为了早日研制出国家急需的碳纤维产品,他和项目组的老师们经常通宵达旦地扑在生产一线,无论寒暑,不畏苦累,把车间当成家,困了就在钢平台上躺一会儿,饿了就随便吃点东西。潘教授坦言,研究中也曾有过被千斤重担压得喘不过气来的时候,压力大到甚至想自杀,但终于凭借执着的信念撑过来了。“国家兴亡匹夫有责,做研究就应解决关键技术,服务国计民生,这大概就是支撑我和同事们走到今天的力量源泉吧”,潘教授如是说。采访中,记者还了解到,潘教授他们在碳纤维研究中既重视基础研究,又注重技术与工艺的创新,与企业的协同创新,“说白了,就是既要弄清楚原理,知道‘为什么’,又要搞明白方法,晓得‘怎么做’、‘怎么产业化’”。跟潘教授有着同样观点的,还有国家“973”项目首席科学家、东华大学纤维材料改性国家重点实验室副主任余木火教授,他目前正牵头负责《高性能芳纶纤维制备过程中的关键科学问题》这一国家重点基础研究项目。据他介绍,东华大学不仅在粘胶基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维等的国产化与稳定生产上取得成效,在高温陶瓷纤维、超高强有机高性能纤维等新型高性能纤维的理论研究领域也正在进行前沿探索。“高性能纤维研究视野必须放长远,了解国家发展战略及其需求,准确把握国际发展趋势;在着力解决理论问题及关键技术的同时,要考虑能否产业化,并真心实意为企业服务,这样才可能有所作为。”近年来,东华大学在当今世界公认的三大高性能纤维——碳纤维、芳纶、高强高模聚乙烯纤维等领域突破的多项关键技术和获得的系列科研成果黄冈市癫痫医院专家,都属学科领域的前沿,都事关国计民生发展。东华大学材料学院院长朱美芳教授告诉记者,“这些成果离不开老师们十年如一日的执着付出,更源自老一辈专家代代相传的宝贵精神财富”。从中国化学纤维学科的开拓者和奠基人、曾任东华大学前身华东纺织工学院院长的钱宝钧教授开始,东华大学纤维材料的研究就形成了追踪国际学术前沿、关注国家战略和民生需求的优良传统。“所有这些努力,在服务国家战略的同时,最终受益的还是我们的学生”,朱美芳强调。据悉,包括潘鼎教授、余木火教授等研发团队在内,材料学院高性能纤维研究团队中多有学院博士生、硕士生,甚至本科生的身影,他们进实验室,入企业一线,“真刀真枪”地直接参与项目研究。目前,材料学院所有大一新生班主任均配备博导班主任,有30%的一年级本科生、80%的二年级本科生进入实验室,开展科研实践活动,50%的学生获得各类科技创新项目和奖励,50%的学生会选择继续深造。“这保证了学生最大限度地接触学术前沿和生产实际,激发学生的专业兴趣和创新实践能力。”在东华大学,像潘鼎教授碳纤维团队这样坚持校企协同创新、共同推动产业经济转型发展的例子还有很多。东华大学副校长俞建勇教授表郑州癫痫医院好吗 明确病因,科学治疗是关键示,高性能纤维是国家低碳经济与战略发展的关键材料,东华大学在高性能纤维研发领域具有历史积淀、学科优势和与行业企业的协同创新传统。学校将继续主动承担大学使命,助推企业在科研成果的市场化及产业化过程中唱好主角。“碳纤维等高性能纤维的研发与产业化道路任重而道远,我们会继续与有战略眼光的企业紧密合作,各司其职,协同创新,为服务国家战略、经济转型和地方发展不懈努力。”1