從貼近民生的舒適健康、安全防護(hù)、智能與功能消費(fèi)品，到影響國(guó)計(jì)民生的國(guó)防科工、交通運(yùn)輸、新能源、生命健康、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)用等關(guān)鍵領(lǐng)域，先進(jìn)纖維新材料都是不可或缺的基礎(chǔ)和核心，發(fā)揮著舉足輕重的作用。它們不僅影響著人們的生活品質(zhì)，也為國(guó)家的發(fā)展和安全提供了強(qiáng)有力的支撐。
作為現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性領(lǐng)域，先進(jìn)纖維新材料的發(fā)展引領(lǐng)著產(chǎn)品、工藝的創(chuàng)新，推動(dòng)著產(chǎn)品應(yīng)用的深化與延伸，促進(jìn)著產(chǎn)業(yè)體系的重構(gòu)與升級(jí)。那么，在大力發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的新時(shí)期，先進(jìn)纖維新材料如何實(shí)現(xiàn)技術(shù)革命突破、迭代升級(jí)？
近日，中國(guó)科學(xué)院院士、東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)朱美芳，中國(guó)化學(xué)纖維協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)靳高嶺，國(guó)家先進(jìn)功能纖維創(chuàng)新中心主任王玉萍，北京服裝學(xué)院教授王銳，東華大學(xué)、北京化工大學(xué)、蘇州大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)、武漢紡織大學(xué)、上海工程技術(shù)大學(xué)等纖維紡織領(lǐng)域的專家學(xué)者齊聚“2024先進(jìn)纖維新材料科技創(chuàng)新高質(zhì)量發(fā)展論壇”上，深入交流、智慧碰撞，分享真知灼見(jiàn)，聚焦面向新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的纖維新材料，探討實(shí)施路徑與合作共贏的新模式。
高端引領(lǐng)：定調(diào)產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路
中國(guó)科學(xué)院院士、東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)朱美芳在致辭中提出，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的推動(dòng)下，我國(guó)纖維材料產(chǎn)業(yè)正以高質(zhì)量發(fā)展為導(dǎo)向，通過(guò)納米技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)等多學(xué)科交叉、多領(lǐng)域融合創(chuàng)新，不斷豐富自身內(nèi)涵，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。對(duì)于纖維新材料未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向，朱美芳提出三點(diǎn)建議：一要充分發(fā)揮科技創(chuàng)新引領(lǐng)作用，發(fā)揮新材料的創(chuàng)新性和顛覆性特點(diǎn)，強(qiáng)化科技創(chuàng)新、關(guān)鍵技術(shù)、綠色要素和可持續(xù)發(fā)展。二要持續(xù)關(guān)注技術(shù)綠色低碳發(fā)展，提升技術(shù)研發(fā)在環(huán)保方面的關(guān)注度，發(fā)展可降解、可循環(huán)再利用材料，促進(jìn)行業(yè)碳減排。三要大力提高纖維材料數(shù)智度，運(yùn)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，搭建透明可信的數(shù)字化平臺(tái)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
圍繞高端用纖維材料、功能纖維新材料、前沿纖維新材料三個(gè)方向，纖維紡織領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者將高校、科研院所的前沿科技成果從實(shí)驗(yàn)室?guī)蚴袌?chǎng)，對(duì)接重大研發(fā)需求，將技術(shù)創(chuàng)新資源與產(chǎn)業(yè)深度融合，開(kāi)展了廣泛的技術(shù)交流和應(yīng)用研討。專家學(xué)者以深厚的學(xué)術(shù)造詣和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分享了先進(jìn)纖維新材料的最新研究，對(duì)纖維紡織現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)前景提出了建設(shè)性見(jiàn)解。
瞄準(zhǔn)高端用纖維材料
東華大學(xué)孫以澤院士團(tuán)隊(duì)孟婥教授以《大尺寸異形復(fù)材結(jié)構(gòu)件編織技術(shù)與裝備》為主題，詳細(xì)介紹了三維編織裝備技術(shù)，包括編織原理與裝備創(chuàng)新、機(jī)械與纖維束系統(tǒng)優(yōu)化、數(shù)控系統(tǒng)研制與控制方法實(shí)施、運(yùn)用三維編織技術(shù)生產(chǎn)的纖維復(fù)材產(chǎn)品及應(yīng)用場(chǎng)景、國(guó)產(chǎn)三維編織裝備的主要性能指標(biāo)等內(nèi)容，為三維編織復(fù)合材料的發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。他表示，“復(fù)雜曲面、大曲率、大尺寸、超厚異形復(fù)材結(jié)構(gòu)件是國(guó)家的重大戰(zhàn)略需求。無(wú)論采用哪種成型方法，裝備是最基礎(chǔ)保障。”
高性能有機(jī)纖維在國(guó)防軍事、安全防護(hù)、交通運(yùn)輸?shù)戎T多領(lǐng)域起著不可缺少的作用，是未來(lái)國(guó)家制造業(yè)和低碳經(jīng)濟(jì)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。天津工業(yè)大學(xué)教授鄭幗在《高性能有機(jī)纖維界面處理技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用》中，闡述了高性能纖維及其處理劑的行業(yè)現(xiàn)狀以及產(chǎn)品研發(fā)情況，強(qiáng)調(diào)了高性能有機(jī)纖維處理劑的重要性。她重點(diǎn)介紹了芳香族聚酰胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維等界面處理劑的開(kāi)發(fā)關(guān)鍵點(diǎn)，提出了高性能有機(jī)纖維界面處理劑的國(guó)產(chǎn)化方向，為打破纖維界面處理技術(shù)的壁壘，提供了新的思考和突破方向。
武漢紡織大學(xué)教授王棟作了《納米纖維材料及其在過(guò)濾分離領(lǐng)域的應(yīng)用研究》的主題報(bào)告。重點(diǎn)介紹了膜過(guò)濾分離技術(shù)在廢水處理、脫鹽和中水回用等領(lǐng)域的巨大潛力、納米纖維及其集合體材料的制備方法以及纖維基高性能液體過(guò)濾材料制造與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。其團(tuán)隊(duì)已開(kāi)發(fā)出的納米纖維膜過(guò)濾分離元件具有高滲透性和高選擇透過(guò)性，可應(yīng)用于生物制藥、微電子、能源化工、食品飲料等產(chǎn)業(yè)的質(zhì)檢與研發(fā)、生產(chǎn)及介質(zhì)供給等場(chǎng)景，為這些產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
定位功能纖維新材料
北京服裝學(xué)院汪濱副教授以《功能聚乳酸纖維及其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)》作主題報(bào)告，介紹了功能聚乳酸纖維的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)以及在服裝、家紡產(chǎn)品中的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。他提出，聚乳酸纖維是生物質(zhì)纖維的代表性品種，與常用的石油基纖維相比，具有生物可降解、健康安全、抑菌親膚等特點(diǎn)，在紡織服裝業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景。其團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的改性聚乳酸纖維制備關(guān)鍵技術(shù)、抗菌聚乳酸纖維及三維卷曲聚乳酸纖維制備關(guān)鍵技術(shù)已得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，這些功能聚乳酸纖維及制品提升了企業(yè)的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，助力紡織行業(yè)低碳發(fā)展。
細(xì)菌納米纖維素，具有超高持水率、高純度和結(jié)晶度、優(yōu)良力學(xué)性能，在食品、美妝以及生物醫(yī)用等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。東華大學(xué)洪楓教授在《纖維素納米纖維水凝膠膜的全生物合成及用于止血海綿和抗菌敷料》中主要介紹了高效低成本制備細(xì)菌納米纖維素(BNC)的技術(shù)、高附加值應(yīng)用研究及項(xiàng)目落地規(guī)劃。他提出，當(dāng)前基于納米纖維膜的醫(yī)用抗菌敷料和止血海綿更能滿足臨床對(duì)修復(fù)材料的多功能化需求，開(kāi)發(fā)復(fù)合材料已成為主要策略。
上海工程技術(shù)大學(xué)紡織服裝學(xué)院纖維材料研究中心副教授王純?cè)凇独w維分離膜制備技術(shù)與應(yīng)用》的分享中，強(qiáng)調(diào)了高效分離技術(shù)在當(dāng)前社會(huì)背景下的緊迫性和重要性。詳細(xì)介紹了纖維材料研究中心的研究現(xiàn)狀及其團(tuán)隊(duì)在熔融紡絲-拉伸界面致孔技術(shù)、連續(xù)油水分離膜制備技術(shù)等領(lǐng)域的研發(fā)成果。此外，他還分享了耐高溫PTFE中空纖維復(fù)合膜、耐高溫全氟聚合物中空纖維復(fù)合膜等前沿產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)展和在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)。
聚集前沿纖維新材料
北京化工大學(xué)教授楊衛(wèi)民的報(bào)告以《聚合物焙體微分納米纖維高效低碳綠色智造技術(shù)創(chuàng)新研究進(jìn)展》為題，從研究背景及難題、創(chuàng)新突破方向與思路、研究進(jìn)展及成果等方面系統(tǒng)講解了聚合物熔體電紡納米纖維綠色高效制造關(guān)鍵技術(shù)，介紹了多場(chǎng)耦合電紡纖維超細(xì)化調(diào)控技術(shù)、熔體電紡納米纖維膜產(chǎn)業(yè)化裝備等多項(xiàng)原創(chuàng)性成果，并將最新科研成果在現(xiàn)場(chǎng)展示。他表示，在聚合物納米纖維制造的熔體和溶液電紡兩條重要路徑中，零溶劑的熔體電紡具有綠色環(huán)保、本質(zhì)安全和材料完全轉(zhuǎn)化成纖的顯著優(yōu)勢(shì)，但亟待攻克塑化系統(tǒng)絕緣難、毛細(xì)管噴頭效率低和成纖細(xì)化不足等難題。
蘇州大學(xué)教授黃程在《智能相交制冷纖維:從鐵電光纖到超構(gòu)表面》中提出了基于電卡主動(dòng)制冷與微納發(fā)光體輻射被動(dòng)制冷的柔性鐵電PVDF基薄膜與纖維固態(tài)制冷技術(shù)。該技術(shù)在提升柔性鐵電PVDF基耐高溫、高模量、超彈性鐵電纖維的基礎(chǔ)上，研究了其超構(gòu)表面與超織構(gòu)化纖維膜對(duì)微納發(fā)光體輻射被動(dòng)制冷的影響；克服傳統(tǒng)纖維膜輻射制冷單一功能，實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景、智能(相變)輻射制冷與智能熱管理。智能相變制冷纖維為解決電卡主動(dòng)制冷及主被動(dòng)結(jié)合制冷的固有問(wèn)題提供了解決方案。
國(guó)家先進(jìn)功能纖維創(chuàng)新中心研發(fā)副部長(zhǎng)張林在《液相高效溢流法納米纖維規(guī)?；苽涑商准夹g(shù)及產(chǎn)業(yè)化》報(bào)告中提出，納米纖維的規(guī)?；苽涫抢_其低成本大規(guī)模應(yīng)用的難點(diǎn)之一，與靜電紡相比，氣紡技術(shù)具有實(shí)現(xiàn)納米纖維規(guī)模化生產(chǎn)的潛力。項(xiàng)目基于氣紡技術(shù)，研發(fā)出了液相高效溢流法納米纖維成套技術(shù)，歷經(jīng)3代構(gòu)型迭代，建立起液相高效溢流法納米纖維宏量制造設(shè)備的設(shè)計(jì)和交付能力，實(shí)現(xiàn)了多品種、多系列納米纖維膜的連續(xù)生產(chǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益及前景。
工業(yè)大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)與化纖生產(chǎn)的深度融合對(duì)于推進(jìn)化纖行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，實(shí)現(xiàn)化纖強(qiáng)國(guó)具有重要意義。東華大學(xué)人工智能研究院教授張潔在《數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的化纖生產(chǎn)全流程智能管拉技術(shù)》中分析了當(dāng)前我國(guó)化纖生產(chǎn)面臨的挑戰(zhàn)，梳理了工業(yè)大數(shù)據(jù)與人工智能的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提出了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的化纖生產(chǎn)全流程智能管控技術(shù)架構(gòu)，并詳細(xì)介紹了團(tuán)隊(duì)在化纖卷繞機(jī)卡頭早期故障預(yù)測(cè)、化纖云邊協(xié)同飄絲視覺(jué)檢測(cè)、化纖聚酯熔體質(zhì)量預(yù)測(cè)與調(diào)控以及化纖長(zhǎng)絲自主智能排產(chǎn)優(yōu)化等四個(gè)場(chǎng)景的相關(guān)研究。最后結(jié)合工業(yè)大模型對(duì)化纖生產(chǎn)智能管控技術(shù)的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望。
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