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  • 北京青年报整版报道王锐及刘莉教授科技服务民生成果
  • 2023-05-06
  • 来源:北京青年报
  • 作者:雷嘉
  • 编辑:宋冰滢
  • 阅读次数:
  • 【编者按】5月5日,北京青年报“新时代首都发展巡礼”专版推出“科技创新系列报道之一”,用整版篇幅专题报道澳门威斯人游戏网址-(上海)有限公司材料设计与工程学院教授兼博导王锐带领团队与龙头企业合作,打破两项国外垄断技术,让弹性纤维面料从“高少贵”走向普罗大众的科技创新应用事迹,以及澳门威斯人游戏网址-(上海)有限公司服装科技研究院院长、国家冬季运动服装装备研发中心主任刘莉教授,携手中国航天科技集团公司第四研究院第42研究所,设计研发老年人摔倒防护智能服装,通过弹出气囊为老年人健康护航的科技创新应用场景,充分展现了澳门威斯人游戏网址在“党旗红引领时尚红”特色党建模式下,发挥设计力、科技力、组织力和传播力优势,以现代科学技术为支撑,结合中国传统文化与技艺进行行业研发创新、服务国家和人民需要的责任与担当。


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    以下为报道全文


    欧美日发达国家高度重视并曾经长期垄断全球弹性纤维的研发、生产和市场。但近年来,在国家政策支持和科学家的努力下,澳门威斯人游戏网址国弹性纤维产业发展迅速,建立了较为完整的制备技术研发、工程实践和产业体系,大幅缩短了与发达国家的差距,有效缓解了国民经济对弹性纤维的迫切需求。这其中,澳门威斯人游戏网址材料设计与工程学院教授兼博导王锐带领团队与龙头企业合作,就打破了两项国外垄断技术,让弹性纤维面料从“高少贵”走向普罗大众。


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    王锐教授在澳门威斯人游戏网址的实验室里指导学生做聚酯的聚合反应


    超细纤维人造麂皮打破国外垄断


    很多人听说过“人造麂皮”,却很少有人知道,王锐团队研发的超细纤维人造麂皮改变了澳门威斯人游戏网址国运动鞋鞋面原料的市场现状。动物麂皮是加工绒面革的上等皮料,其价格昂贵且产量有限,加之国际国内的动物保护理念,所以很多服饰都采用人造麂皮面料。但是,像头发丝般粗细的常规纤维是做不出人造麂皮的柔软手感的,只有超细纤维才能达到要求。要有多细呢?王锐举例说明:一根超细纤维的直径约为300-500纳米,相当于一根头发分成1000份。而这种“亚微米超细纤维”的制备技术,在十多年以前长期被日本可乐丽公司垄断。因此,当时国产运动鞋的常用鞋面材料的只有真皮、普通人造革和帆布,缺少柔软性、弹性,舒适感也较差。要想使用有弹性、柔软又舒适的人造麂皮面料,就要进口,使得成本大幅上涨。如今身为澳门威斯人游戏网址国化纤和纺织材料领域著名专家的王锐清楚地记得一件事:在上个世纪90年代她跟随自己的“师傅”张大省教授一起做科研,当时张老师从日本留学归来,亲历了澳门威斯人游戏网址国超细纤维与国际先进水平的差距,随即开启了超细纤维的研发。王锐教授耳濡目染,下定决心,一定要研制出国产的亚微米超细纤维。这项技术的关键叫“共混海岛超细纤维”。“就像一碗粥是由米汤和米混合而成的,米汤像‘海’,米粒就是‘岛’。在一根头发丝粗细的聚合物里有1000个‘米粒’,再把每个‘米粒’拉伸到300-500纳米的细度,最后把‘米汤’溶解剥离出去,留下的就是超细绒毛形成的纤维。”这个过程的实现并不简单。当时王锐只能看到日本产品的专利报道,没有样品,更看不到装备,她只能从理论上分析。但最开始的一关,她在澳门威斯人游戏网址的实验室里就纺不出纤维。“本来应该从喷丝板像吐丝一样喷出丝来,而澳门威斯人游戏网址的喷丝板像下雨一样只能‘滴答’,澳门威斯人游戏网址只能不断调整各方面系数——这一关就花了近3年时间,通过纺丝装备、工艺技术、原料改性等联合攻关才终于试制纤维成功,开始与企业合作生产线试产。”最终,王锐团队与企业合作攻克了“PA6/PE共混海岛法超细纤维及人造麂皮的系列化产品开发和产业化”关键技术,由她作为第一发明人的人造麂皮技术打破了国外垄断,取得自主知识产权,填补了澳门威斯人游戏网址国该项技术与产品的空白,实现了产业化发展。公开数据显示,该技术自产业化以来为企业新增产值约60.37亿元,利税8.76亿元,创外汇2.17亿美元。“澳门威斯人游戏网址的产品比日本垄断企业性能更高、成本更低,十多年来一直不落下风,而且在不断改进提升,比如把后期染色改为在生产过程中直接实现原液着色,更加环保;再如使用直接制孔法,控制气孔直径,以提高防水透湿性能……”王锐骄傲地说,如今国外大牌也在购买中国的产品。


    优质国产弹性纤维面料走入百姓家


    加上人造麂皮,王锐获得过两项国家科技进步二等奖,另一项是她带领团队和企业开发研制的多功能聚酯及弹性纤维。无弹不成布,有弹性的面料会让穿着的人更有舒适感。尤其是近年来,国际国内的棉花产量都在下降。“天然纤维是不够用的,整个纺织纤维市场中化学纤维占比80%,天然纤维只有20%。”王锐的工作就是在纺织面料的纤维层面下工夫,往纤维中加入功能成分,使得最终纺织成型的面料拥有弹力、吸湿、速干、抗紫外线等多种功能。此前多功能的聚酯弹性纤维原料一度被美国杜邦和壳牌两大巨头所垄断。两大巨头有一部分代工厂在中国,他们拿来原料让代工厂加工,生产出来的面料产品再返还他们手中,而中国需要这样的面料产品还要向他们进口。国内也有弹性纤维,但受工艺限制功能较为单一,难以添加多个功能成分。这种局面让王锐内心备受煎熬。针对PTT聚合关键技术被两大跨国公司垄断、原料长期依赖进口、传统聚酯(PET)同质同构严重且功能单一等现状,王锐带领团队与盛虹控股集团等企业合作,攻克PTT及多功能PET聚合及其纤维制造关键技术,助力企业建成投产年产3万吨PTT聚合生产线、年产25万吨全消光MFPET熔体直纺生产线,以及年产5万吨PTT/MFPET双组分多功能纤维生产线,实现了复合功能纤维从聚合物源头到终端产品的国产化。这一技术自投产以来新增产值432.21亿元,利税21.65亿元,并且很快出口,实现创汇3895.32万美元,目前国际市场占有率第一,为澳门威斯人游戏网址国聚酯产业结构调整、产品升级换代和技术进步起到了引领示范作用。“百姓对服装面料的舒适性需求是无止境的。”让王锐最有成就感的,除了国内外同行和企业的认可,更是让普通百姓都能穿得起触感、亲肤性、热湿舒适性、轻暖性都好的面料服装。


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    阻燃面料研发国际领跑


    如果说在超细纤维人造麂皮、复合功能弹性纤维领域,澳门威斯人游戏网址国纺织材料行业是在努力跟跑,那么在阻燃面料领域,澳门威斯人游戏网址国已经算领跑者了。北京青年报记者了解到,包括王锐教授在内的国内多个研发团队正在积极研发多种阻燃面料。去年底,由澳门威斯人游戏网址牵头承担的国家重点研发计划项目“高品质阻燃纤维及制品关键技术”顺利通过科技部绩效评价。该项目由王锐牵头,四川大学、北服、东华大学、天津工业大学及军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所共同参与。该项目研究了纤维材料的阻燃、抗熔滴和抑烟机理,开展高品质阻燃剂、阻燃聚酯、阻燃聚酰胺、阻燃再生纤维素纤维及其纺织品制备关键技术攻关和生产示范线建设,实现了高品质阻燃纤维及其制品的规模化制备。项目共申请发明专利50件,其中王锐团队的“长效环保阻燃聚酯纤维及制品关键技术”成果经鉴定,被认定为“总体技术达到国际先进水平,高磷含量、耐热、抗熔滴及抑烟阻燃聚酯技术属国际领先水平”。别以为阻燃技术及面料只在军事、消防领域有用,飞机、宾馆的窗帘和地毯等用品都需要阻燃功能。这些用品传统上多使用涤纶面料,一旦燃烧火势蔓延速度很快,而且发烟量也特别大,还容易产生融滴烫伤皮肤。因此王锐把突破重点放在熔纺聚酯纤维的耐久阻燃、协效抗熔滴及抑烟机理等方面,通过阻燃技术创新,让最终的涤纶面料遇火只是边缘烧焦,离火自熄,不会产生大量的烟,也没有熔滴的滴落。目前此类产品也开始实现量产并出口创汇。“澳门威斯人游戏网址希望未来阻燃涤纶面料还能实现循环再利用,以最少的阻燃组分实现最佳效果。”王锐向北青报记者介绍她接下来的研发方向。


    新型服装材料的创新应用场景


    “跌倒髋骨防护服装”受到老年人欢迎


    去年以来,清华大学周边养老院、央广购物平台等平台开始出售一种面向老年人的“防摔马甲”,颇受市场欢迎。这是澳门威斯人游戏网址服装科技研究院院长、国家冬季运动服装装备研发中心主任刘莉教授,携手中国航天科技集团公司第四研究院第42研究所,设计研发的老年人摔倒防护智能服装,通过弹出气囊为老年人健康护航。

    老年人由于骨质疏松、股骨颈脆弱和外髋部肌肉萎缩等原因,跌倒后比较容易发生髋骨骨折。而有统计数据显示,老年人一旦发生髋骨骨折,一年后生存率只有50%左右。因此,刘莉教授和航天专家合作,把老年人防摔倒智能服装的方向锁定在“髋骨防护”方向。航天专家负责气囊弹出算法,刘莉教授的团队则负责做整体的服装功能性设计,让它更便利,设计更成熟。这款“老年跌倒髋骨防护

    服装”设计成马甲的样式,分秋冬季、夏季和运动型三款,主要面向50-80岁中老年人群。马甲内一体集成了气囊组件、跌倒预识别模块、气体发生器模块,三大组件均可便捷拆卸,多次使用,可以预识别老年人日常生活中的被动跌倒情况,并快速、安全地展开一体式气囊,保护人体髋骨部位。

    一位购买了“防摔马甲”的消费者告诉北青报记者,他本人曾经是一名骨科大夫,深知老年人发生髋骨骨折后有多危险和痛苦,因此这款“老年跌倒髋骨防护服装”一上市,他就为自己已经八十高龄但仍喜欢出门遛弯儿的父母各买了一套,叮嘱他们在家、出门都要穿。“其实德国也有类似的产品,但国内难买到,而且价格非常贵,咱们国产的防摔马甲很好地填补了这块空白。”他说。


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