證券時報網(wǎng)
闕福生
2025-01-23 10:39
朱美芳
乍看只是一塊小小的布,，摸上去和普通面料無異,，可接上電極后，短短幾分鐘,，指尖便會感受到陣陣暖意,。
這塊布有何玄機？
“這是柔性電熱織物,。緯線材質(zhì)是導(dǎo)電碳納米管纖維,，是由廢棄植物中提取的木質(zhì)素制備的?！敝袊茖W(xué)院院士,、纖維材料改性國家重點實驗室（現(xiàn)為先進(jìn)纖維材料全國重點實驗室）主任朱美芳介紹，這種材料適應(yīng)于極寒環(huán)境,，可收集太陽能并將其轉(zhuǎn)換為熱能,。
近日，在上海證券報聯(lián)合權(quán)威機構(gòu),、頂級專家資源主辦的“上證·院士說”活動現(xiàn)場,，朱美芳圍繞纖維材料與智能傳感相關(guān)話題作了分享。
從非糧生物基材料到柔性電熱織物,，這個變廢為寶的閉環(huán)鏈路,，為纖維材料的可持續(xù)循環(huán)利用提供了巨大的想象空間。此外,，近年來還有許多先進(jìn)纖維材料在實驗室誕生并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,，突破了人們以往對纖維的認(rèn)知。
“做接地氣的科研”
自1982年考入中國紡織大學(xué)（東華大學(xué)前身）化纖系,，朱美芳至今已深耕纖維材料三十余年,。她是我國化纖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的見證者，更是推動者,，被稱為“纖維女俠”,。
“大概剛工作的第五天，老師就帶我到江蘇張家港的一家滌綸廠去解決問題,。當(dāng)時這家企業(yè)新建不久,，生產(chǎn)不‘靈’，經(jīng)常出現(xiàn)次品或者設(shè)備頻繁停車,?！敝烀婪蓟貞浀溃@次經(jīng)歷讓她深切感受到科研成果對于產(chǎn)業(yè)的重要性,?！白鼋拥貧獾目蒲小边@一信念深深融入了朱美芳的學(xué)術(shù)基因。
三十多年里,，她提出并建立了熱塑性聚合物纖維功能化設(shè)計思路和全流程功能化技術(shù)體系,，解決了合成纖維兼具功能性和舒適性的難題,，創(chuàng)建了介觀誘導(dǎo)制備智能纖維的新方法，推動了我國纖維質(zhì)量“由低到高”,、產(chǎn)業(yè)“由大到強”,。她的成果在全國30多家企業(yè)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，取得了顯著的社會和經(jīng)濟效益,。
“只有深入到企業(yè)才能發(fā)現(xiàn)問題,，這也是科研的魅力所在?！彼f：“纖維材料的研究還需要與后道做器件,、做應(yīng)用場景的學(xué)科相協(xié)同，將材料研究與終端應(yīng)用更好地結(jié)合起來,，實現(xiàn)多學(xué)科交叉融合,。”
談及對企業(yè)布局高性能纖維材料領(lǐng)域的建議時,，朱美芳認(rèn)為,，企業(yè)需預(yù)先充分調(diào)研產(chǎn)品的應(yīng)用場景、了解市場需求,。如果仍下決心要布局,，則要重視科技投入，并持之以恒,?！跋Ｍ窈笥懈嗥髽I(yè)可以創(chuàng)造新產(chǎn)品、開辟新市場,，不僅僅是跟隨已有的產(chǎn)品方向,。”
中國紡織工業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,，當(dāng)前我國高性能纖維已打破發(fā)達(dá)國家技術(shù)壟斷,，產(chǎn)能占世界三分之一以上。以三大高性能纖維為例,，現(xiàn)已有不少A股上市公司布局：碳纖維方面,，制造與應(yīng)用企業(yè)有吉林化纖、中復(fù)神鷹,、中簡科技等,；芳綸纖維方面，有泰和新材,、中化國際,、楚江新材等企業(yè)；超高分子量聚乙烯纖維方面，現(xiàn)有同益中,、南山智尚,、中國石化、康隆達(dá)等公司涉足,。
從“小纖維”到“大纖維”
在推動科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合的進(jìn)程中，AI大模型能否在科研中助力新型纖維材料的發(fā)現(xiàn),？
“如果想讓AI服務(wù)于纖維材料領(lǐng)域的科學(xué)研究,，仍需要依賴前期大量的實驗數(shù)據(jù)積累，且是有標(biāo)識的數(shù)據(jù),，然后再結(jié)合算法,、算力等。這不是某一單位或一個小團(tuán)隊能實現(xiàn)的,，還需解決數(shù)據(jù)共享,、科技倫理、政策協(xié)調(diào)等層面的問題,?！敝烀婪颊f。
不過,，為降低人們走近纖維材料科學(xué)的門檻,，朱美芳所在的東華大學(xué)纖維材料改性國家重點實驗室，與清華大學(xué)自動化系師麗教授團(tuán)隊等,，在2024年10月聯(lián)合發(fā)布了國內(nèi)首個針對纖維行業(yè)的知識大模型“纖貝”（AlphaFiber 1.0）,。目前，“纖貝”已實現(xiàn)纖維領(lǐng)域精準(zhǔn)信息的供給和自動化內(nèi)容生成,，為纖維材料科學(xué)普及提供了強有力的幫助,。
朱美芳表示，新型纖維材料作為新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表,，正加速向著智能化發(fā)展,，在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)與未來產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
纖維如何實現(xiàn)智能化？朱美芳介紹,，傳感器連接了物理世界和數(shù)字世界,，讓機器成為人類感官的延伸。柔性智能傳感器是未來的發(fā)展方向之一,。通過雜化技術(shù)及結(jié)構(gòu)設(shè)計,，集感、存,、算,、饋等功能于單根纖維上，可實現(xiàn)智能傳感纖維與器件的構(gòu)建。智能傳感纖維具有仿生潛力,，可以用于外骨骼機器人和數(shù)據(jù)處理器等,，為高級醫(yī)療保健中的挑戰(zhàn)提供獨特的解決方案。
被稱為“織物耳朵”的壓電纖維聲學(xué)傳感器,、可用于脈搏檢測的雜化纖維電容式壓力傳感器,、可用于仿生皮膚自調(diào)節(jié)及促修復(fù)的電阻式溫度傳感器、被成功植入航空發(fā)動機試驗件的PEEK纖維織物……當(dāng)前,，學(xué)界已經(jīng)涌現(xiàn)出許多聲學(xué),、導(dǎo)電、傳感,、致動等功能纖維和智能纖維方面的研究成果,。
除了智能傳感，柔性可穿戴設(shè)備的能量供給也頗受關(guān)注,。朱美芳表示,，纖維電子柔性化是纖維材料未來的發(fā)展方向之一，而實現(xiàn)柔性化,、多材料的結(jié)合,，仍需要與電子學(xué)等多學(xué)科交叉，推動材料的器件化,，滿足不同場景應(yīng)用需求,。面對嚴(yán)峻復(fù)雜的國際環(huán)境，亟待研究范式變革,，推動學(xué)科,、產(chǎn)業(yè)深度融合。
上海證券報記者了解到,，已有上市公司邁入纖維電池材料科技成果轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié),。例如，泰和新材日前回應(yīng)投資者關(guān)切時表示,，該公司與復(fù)旦大學(xué)合作的纖維鋰電池中試生產(chǎn)線已建成投產(chǎn),。
行業(yè)協(xié)會也在行動。2024年12月,，中國紡織工業(yè)聯(lián)合會成立了智能纖維與柔性可穿戴工作組,，旨在更好整合行業(yè)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)資源,，推動智能纖維與柔性可穿戴全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同創(chuàng)新,。
展望未來，纖維創(chuàng)新還將向何處去,？
朱美芳認(rèn)為,，未來的纖維,，將實現(xiàn)從“小纖維”（fiber）到“大纖維”（FIBER）的轉(zhuǎn)變。“大纖維”將實現(xiàn)“功能性,、集成性,、智慧型、導(dǎo)電性,、響應(yīng)性（Functional,，Integrated，Brainy,，Electronic,，Responsive）”五位一體，其內(nèi)涵是基于材料,、電子,、信息,、機械,、生物等學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)突破與交叉融合，以智能化,、超性能,、綠色化為特征，具有多功能,、多結(jié)構(gòu),、多材料特性。這種“大纖維”,，是能對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群起到高滲透性,、顛覆性、變革性提升效果的新一代纖維,。
