东华大学在功能杂化材料设计及技术方面有突破
说到防晒,你会立刻想到什么?防晒霜,遮阳伞,太阳镜,恐怕绝大多数人都会这样回答。然而,当你拿同样的问题去问东华大学副校长朱美芳教授时,她准会告诉你,用功能杂化材料做成的衣服最防晒,因为这样的衣料可以屏蔽掉99.7%的紫外线,防晒指数(UPF)达50以上。事实上,功能杂化材料不仅能让纤维制品抗紫外线,还能大大提高抗静电、防辐射、轻薄、舒适等“特异功能”。同时作为一种性能优异的新型材料,其还在生物材料、医药材料、电子材料等众多领域有着用武之地。2009年初,由朱美芳教授及团队完成的《功能杂化材料设计、组装及其应用关键技术》项目(下简称“功能杂化材料项目”)被评为2008年度上海市科技进步一等奖,为此记者专门对项目负责人、东华大学副校长朱美芳教授进行了采访。
1+1>2
“所谓‘杂化’,从概念层面,可以形象理解为1+1>2”,朱美芳微笑着解释道。上世纪80年代初,日本科学家在世界上首次提出“杂化材料”的概念,即把两种以上不同种类的有机、无机材料在纳米级或原子级、分子级尺寸上杂化,产生具有新结构、新性质的物质。“塑料薄膜、建筑涂料……虽然现在有不少行业都用到杂化材料,但在功能纤维等更广领域的应用上还是空白,作为以材料等学科见长的国家重点院校,我们拥有纤维材料国家重点实验室等国家级研究基地,有责任寻求突破。”
东华大学的这个项目始于2000年,朱美芳说,研究这个课题是因为“国际前沿,国内需要”。纳米和杂化都是眼下科学界的“时尚宠儿”,谁占据了这一前沿阵地,谁就在相应领域掌握了优先发展的主动权。我国化纤产量虽连续11年居世界之首,但纤维功能性、差别化率却不足30%,远低于发达国家60%以上的水平。
怎样才能打破常规,让纤维在功能上“威力”大增呢?经过近十年的艰苦摸索,朱美芳他们大胆地通过设计、组装,让不同的材料在纳米的微观世界中“变身”为新的杂化材料。采用这种材料加工出来的纤维不仅在功能上更加强大、多元,产品附加值提升了近两倍,而且材料的使用量降低了80%,工艺流程也由原来的三步缩为现在的两步,极大地降低了生产成本,填补了功能纤维杂化领域的国内空白。这一项目成果一经推出,立刻受到业内人士的广泛认同,目前已在上海、江苏、浙江等全国10多个省市的40多家企业推广应用,其中4家企业还成为了省、市高新技术企业。
“科学研究要注重前沿性、应用性、包容性和可持续性,其中的前沿性与应用性要求我们要将“基础研究和应用研究”有机结合,不可偏废,这也是1+1>2效应,这样的研究才能体现出应用价值和理论意义;包容性,换句话说,就是要求我们的研究要能从一个领域延伸应用到其他领域,这样就能产生无穷无尽的联动作用。而可持续性是指,我们研发新材料时要尽可能贯穿环保的思想和节能减排的理念,利于成果的可持续应用。”朱美芳说,“这是我们团队在常年科研实践中的共识,我们将在功能杂化材料领域继续探索下去,希望能多为国民经济和社会发展服务。”据悉,该项目成果将来还可能在生物医学、国防建设、航空航天等领域“大显身手”。
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