朱美芳教授在生產(chǎn)現(xiàn)場指導(dǎo)實驗
“老百姓到底對紡織產(chǎn)品的哪些功能需求最多?”面對日漸暖熱的功能纖維市場,東華大學材料學院朱美芳教授不禁自問。
為了找到答案,朱美芳請來校內(nèi)纖維、紡織、染整及服裝等不同學科的專家進行討論。同時,成立課題組,一家家地跑生產(chǎn)、應(yīng)用和外貿(mào)工廠,收集市場信息。這兩門功課做完,課題組對國際上重要的纖維功能進行重新排序,一致認為抗菌功能最重要。
近期,在上海舉行的中國國際工業(yè)博覽會上,東華大學展區(qū)的“健康防護功能雜化材料及其高值化聚酯纖維設(shè)計開發(fā)”項目把人們對紡織品功能的認知帶入了3.0時代。
抗菌材料,再次深耕
“水洗50次,紡織品仍能保持優(yōu)異抗菌效果;排汗、導(dǎo)濕的運動休閑面料還可‘加載’抗菌、阻燃等功能。”這些紡織品界的功能大比拼,都離不開默默追隨其后的科研團隊——東華大學材料科學與工程學院功能雜化材料課題組。
該團隊十余年潛心研究集抗菌、阻燃等功能與舒適性于一身的系列纖維成果,陸續(xù)向人們亮出功能纖維的組合招牌。
2008年,課題組在多方調(diào)研論證基礎(chǔ)上,扎扎實實地開始了對“抗菌材料”這個老話題的新一輪深耕。
“盡管快十年過去了,抗菌材料研究不僅對市場及產(chǎn)業(yè)來說很重要,其對學術(shù)研究也不容小覷。”朱美芳介紹,近年來,國外不斷有研究者發(fā)現(xiàn)所謂的“超級細菌”,其通俗來說就是對抗生素有耐藥性的細菌,它對人體的危害比病毒厲害得多。“超級細菌”駭人之處并不在于其殺傷力,而是它對抗生素的超級抵抗力,“無藥可用”是它帶給人類的致命恐慌。“人們對抗菌的需求幾十年來一直在不斷變化,我們的科研也要緊跟需求,研究項目的持續(xù)創(chuàng)新非常重要。”朱美芳繼而說道。
需求在變,創(chuàng)新不止
在凝聚科研方向的基礎(chǔ)上,課題組還最大程度地匯聚科研人才:整合材料及紡織等多個優(yōu)勢學科形成強強聯(lián)合的學科鏈,各學科領(lǐng)域中頗有建樹的教授強強聯(lián)手,集結(jié)成“東華梯隊”。
課題組從纖維材料攻關(guān)開始,覆蓋包括面料、服裝設(shè)計等環(huán)節(jié)。
隨著消費者以及行業(yè)產(chǎn)業(yè)需求的變化,課題組的研究方向也一直在不斷調(diào)整。從單一抗菌功能,到抗菌和舒適性相結(jié)合,再到抗菌、阻燃雙功能加舒適性等。伴隨每一次研究方向的變化,整個工藝過程都在追求創(chuàng)新,綠色化、環(huán)保化、高值化以及低成本是課題組研發(fā)的共同目標。
抗菌紡織品歷來深受日本和歐洲消費者青睞,在日本,“抗菌”是襪子的必備功能。“而很長一段時間,國內(nèi)抗菌產(chǎn)品生產(chǎn)參考的都是‘洋標準’,出口看的都是‘洋臉色’。”朱美芳指出這一產(chǎn)業(yè)痛處。
纖維的抗菌功能如何實現(xiàn)?選什么材料進行實驗?這些都是團隊要解決的問題。經(jīng)過不同實驗反饋,大家發(fā)現(xiàn)在纖維中加入納米級粉體可有效提高纖維功能。可是,高溫下納米顆粒卻容易發(fā)生團聚,銀系抗菌材料被納米化后會變得不穩(wěn)定。團隊遂通過結(jié)構(gòu)及制備工藝的控制,把銀系抗菌材料和纖維載體很好地負載結(jié)合,使其能經(jīng)受300℃以上高溫且不變色。
“但是,幾年前,美國環(huán)境署出文,對銀系抗菌材料不予推介,因其可能會對水體微生物產(chǎn)生影響。同時對其他國家含此類材料的產(chǎn)品出口也提高了門檻。”朱美芳有一點沮喪,但轉(zhuǎn)而又開心地說,“我們快速轉(zhuǎn)向?qū)ふ曳侨艹鲂钥咕牧稀:芸欤~,這一人體所需、安全性更高且抗菌能力更強的元素進入了我們的視野。”
幾年來,課題組為不受制于人,努力發(fā)展銅系抗菌劑,并將它成功引入纖維之中。
隨著國內(nèi)外消費者對健康防護功能類紡織品的需求不斷攀升,產(chǎn)品所需的高值化功能纖維在生產(chǎn)中存在功效性、耐久性和可加工性難以統(tǒng)一的難題。課題組再次直面問題,從纖維制備方法入手,在聚酯合成、纖維成型和紡織后加工中引入雜化及功能組裝技術(shù),設(shè)計發(fā)明了具有特定形態(tài)、組成和結(jié)構(gòu)的負載金屬離子抗菌功能雜化材料,研究出功能材料在聚酯基體中均勻穩(wěn)定分散的新方法。
“制備出的材料性能穩(wěn)定、形貌可調(diào)控且功能高效持久,可用于多功能纖維和功能織物,如襪子、內(nèi)衣褲等的開發(fā),滿足了化纖產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級與可持續(xù)發(fā)展的迫切需求。”朱美芳無比自豪地介紹,該成果已處于國內(nèi)領(lǐng)先及國際先進水平,對改善人體健康、提高生活品質(zhì)有重要貢獻。
繼課題組在銅系抗菌劑方面取得重要突破后,每年我國有大量抗菌紡織品出口,其中僅出口至日本的抗菌產(chǎn)品就達70多種,并逐漸制定出自己的行業(yè)標準,“東華智造”對抗菌織造行業(yè)的貢獻可見一斑。
蒙學善問,泰定求真
實際上,功能雜化材料課題組還有個很文藝的名字:“蒙泰”。
1991年,課題組由東華大學材料學院教授、纖維材料專家陳彥模創(chuàng)立。90年代初,課題組開展聚丙烯纖維細旦化研究,將這種用來做蛇皮袋的纖維材料,做成細旦聚丙烯纖維,取名“蒙泰絲”,“蒙泰”由此得名。
“蒙泰絲”是細旦纖維中的佼佼者,既柔軟又可染色,還可加入功能,實現(xiàn)了單一成果的可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。這也成為該課題組數(shù)十年來項目研發(fā)堅持傳承的傳統(tǒng),從抗菌功能材料、齒科材料等均如此。
“蒙學善問,泰定求真”是朱美芳教授在組里集思廣益征集來的組名釋義,被師生奉為“組訓(xùn)”,成為大家學習科研的共同理念。
“師生同心,堅持求學求真態(tài)度,多學好問,用自己的工作為國家及人民做有價值的事。”孫賓對此深有感觸。
“團隊文化很重要,制度管理也不能少。”在朱美芳看來,“帶頭人+管理+文化”在團隊發(fā)展模式中三者不可或缺。文化重要的是要融入成員內(nèi)心,成為大家樂于浸染其中的氛圍和風氣。“自己要帶頭,要有高度、寬度和深度,還要有氣度,要站得更高。”朱美芳如此自我要求。
面向未來,中國的新型纖維高新產(chǎn)業(yè)已初見端倪,以智能纖維為基礎(chǔ)的新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)群即將誕生,可在纖維上實現(xiàn)傳感、通信、計算和儲能等功能,新型纖維織物將為相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來顛覆性變化。
當下,帶著紡織、材料這些傳統(tǒng)優(yōu)勢學科,東華大學又站在新型纖維戰(zhàn)略新的起跑線上。“我們將更加聚焦國際前沿和國家戰(zhàn)略發(fā)展需求,希望不久的將來,從功能纖維到智能纖維、納米雜化材料方面都能全面引領(lǐng)國際發(fā)展方向。”朱美芳信心滿滿。
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