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二十年持续攻关!这个东华科研团队,厉害了!
中国纺织网
2021/11/24
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  11月3日上午,在北京人民大会堂隆重举行的2020年度国家科学技术奖励大会上,由东华大学纺织学院覃小红教授团队完成的“高曲率液面静电纺非织造材料宏量制备关键技术与产业化”项目获得国家技术发明奖二等奖。

  这份沉甸甸的国家级奖项背后到底有着怎样的幕后故事,带着这个疑问,记者走进了东华大学纺织学院实验室。故事的主人公覃小红教授拿出一块看似普通的小白布,卖了个关子:“放大5000倍,你就能发现这块布上面的小奥秘!”原来,这块布非比寻常,它是用仅有头发丝直径的千分之一粗细的微纳米纤维制成,静电纺制备的微纳米纤维非织造材料具有高孔洞性、高比表面积、高吸附等特性,可制备高效低阻过滤材料、定向扩散导水卫生材料等高附加值产业用纺织品,已广泛用于防疫防护、民用过滤、特种领域过滤、日用及医用卫材等,取得了显著的社会及经济效益。

  用科研担当护航人民健康

  一场席卷全球的新冠肺炎疫情,让人民的生命安全和身体健康面临严重威胁。面对百年来全球最严重的传染病大流行,口罩、防护服、医用空气滤材等成为了这场防疫战场的重要物资。

  据了解,新冠病毒大小在100纳米左右,而口罩的核心材料熔喷布的纤维直径在微米尺度,构造网孔大于病毒本身,因此要靠静电吸附才能有效拦截病毒。当时病毒肆虐,口罩物资紧缺,可重复使用且防护率高的口罩和防护服派上了“大用场”。

  “在疫情最紧急的关头,看到我们科研攻关的技术能够为防疫贡献一份力量,那时候觉得几十年的努力都值了!”覃小红激动地告诉记者,团队攻克了静电纺微纳米纤维及制品产业化的卡脖子技术,由微纳米纤维滤材打造口罩的“最强”心脏,让防护口罩可以实现重复使用,而且纳米级微孔结构形成一道致密的“防护墙”,把病毒牢牢“挡”在外面,哪怕是经过酒精消毒和水洗,也不影响其过滤防护效果。同时运用了纳米纤维作为滤材的口罩空气阻力仅有40-50帕,让透气舒适和安全防护两不误。

  新冠疫情期间,覃小红教授团队积极联合校企合作的相关单位生产医用纳米纤维口罩及防护服,用科研的担当护航人民健康。值得一提的是,利用团队科研成果而研发的医用级空气过滤器被用在了专门收治新冠肺炎确诊病例的防疫医院重症病区内,为奋斗在防疫第一线的医护人员和病患构筑起了坚固的壁垒。从实验室到产业化,这一大步走了二十年!

  “科研从来不是一蹴而就的事情,”覃小红感慨地说道,“做科研就得耐得住寂寞、撑得起理想。”2001年,覃小红考入东华大学纺织学院读研,凭借着优异的成绩一年后开始硕博连读,攻读纺织材料与纺织品设计专业博士学位,身处纺织领域全国领先的高等学府,覃小红深知,中国作为世界最大的纺织品生产国、消费国和出口国,要提升中国在国际纺织领域的竞争力和话语权,比拼的必然是科技和创新。

  从那时起,覃小红就把研究方向瞄准了纺织的前沿领域:微纳米纺织材料,在这个领域扎进去,一做就是二十年。静电纺丝技术是制备微纳米纤维最有效的方法,但纺丝过程不稳定、纤维直径离散大、无法规模化制备等难题都成为了微纳米纤维及其高端制品产业化发展的“拦路虎”。明知山有虎,偏向虎山行。覃小红凭着对纺织科研的满腔热爱,全身心投身到科研攻关中去。微纳米纤维由于小和轻,在空气中飘动不可控,要在产业化中得到高品质制品,必然要让每一个纤维的分布都完全可控。从纺丝、铺网到成型,从一根丝到一束丝,为了让微纳米纤维乖乖“听话”,每一个环节都面临着强大的挑战。从小试到中试,再到大试,每一次跨越背后都是无数个日日夜夜的钻研和坚守。从实验室到产业化,并不是简单的放大,更不是从1到10的简单复制,有可能是一次次的推倒重来。

  7000多个日夜,功夫不负有心人,最终覃小红教授团队发明了梯度结构成网、高取向成网技术,独创高曲率静电纺丝技术和多模块相位补偿铺网技术,创建了高品质静电纺非织造材料从纺丝、铺网到成型的产业化技术体系,形成了静电纺非织造材料宏量制备理论、技术、装备、工艺控制、制品开发、产品应用的全产业链体系。该项目获授权国家专利40项,制定行业标准3项,发表SCI论文49篇,项目成果已实现推广应用,形成微纳米非织造材料生产线10条,投产后技术指标均超过顶级企业水平,开创了非织造材料微纳米化新格局,引领我国非织造产业高品质化革新。

  科技赋能现代纺织,未来大有可为

  覃小红教授的身上有许多闪亮的标签,“2008年全国百篇优博获得者”“东华大学最年轻的女博导”“中国纺织学术带头人”“中国青年科技奖”“国家高层次人才特聘教授”“国家技术发明奖获得者”……

  谈及这些,覃老师谦虚地说,“我只是一个普通的纺织人,想为中国的纺织事业发展贡献一点自己的绵薄之力。这次国家技术发明奖的荣誉,属于团队每一个人。”在近二十年的科研道路上,覃老师说她不是一个人在战斗,团队合作的能力决定着一个团队成就的上限。覃小红依托东华大学纺织面料技术教育部重点实验室和微纳米纺织材料上海市高校重点实验室,组建了一支来自高校、企业、科研院所的中青年科研骨干组成的项目团队,聚焦行业发展重大难题,联合攻关。化学专业出身的青年教师张弘楠就是覃老师项目团队的一员,他自豪地介绍这支多学科交叉的智囊团不仅有纺织专家,更有力学、化学、机械、材料专业出身的专家,在这里大家碰撞科研火花,互相协作,在攻克难题的同时也在不断地提升和进步。

  “科研女强人”“平易近人”“终身导师”“治学严谨”……这些词汇组成了学生眼中的导师覃小红教授。2019级硕士研究生王亦涵告诉记者,覃老师是一个幸福快乐的纺织人。无论在讲台教书育人、还是在实验室潜心科研,覃老师的脸上总是洋溢着幸福的笑容,作为学生能够由衷地感受到老师对于纺织事业的热爱。覃教授也身体力行地教育学生,在艰苦的科研过程中,要始终保持乐观的心态来正视种种压力。

  “纺织不是夕阳产业,科技赋能现代纺织,未来大有可为!”对于纺织行业的未来发展,覃小红教授颇有信心地说道。在全球纺织科技迅猛发展的重大机遇期,现代纺织发展将迸发创新活力。前不久,上海市现代纺织前沿科学研究基地落户东华,东华大学将充分发挥“纺织科学与工程”世界一流学科基础研究主力军的作用,为解决国家纺织“卡脖子”问题开展一流研究,努力建设成为国家级前沿科学中心和科研基地。

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