【科创新地标】东华大学纤维材料改性国家重点实验室：“神奇”纤维让生活更智能

东华大学松江校区五号学院楼里，有一条著名的“纤维走廊”，走入其间，只见林林总总的各式纤维，还有它们的历史：涤纶，又称“的确凉”，不易变形、易洗快干；锦纶，世界上最早的合成纤维品种，具有良好的强度和吸湿性；丙纶，抗污、耐酸……这里，就是我国纤维和纺织材料领域第一个国家重点实验室——纤维材料改性国家重点实验室，它依托于东华大学，源于我国第一个化学纤维专业。实验室主任、东华大学材料科学与工程学院院长朱美芳教授告诉记者，每次穿越这条走廊，面对着“纤维墙”，总会对自己的学生说：“看看这里的纤维，基本都是外国人的发明。要让中国从‘纤维大国’走向‘纤维强国’，这是实验室每个人的责任。”

上天入地百姓家　都离不开纤维

说到纤维，普通人想到的只是衣服及各类编织物，其实，纤维是国之重器，是当今世界国与国竞争力的体现。朱美芳说，“纤维是当今人类发现的最重要材料之一。航天器、飞机、导弹、高铁等高精尖设备，无一离得开纤维。纤维还是老百姓未来‘智能生活’的保障。”这位女科学家讲述起东华人与纤维的故事时，自豪地说，“全世界75%以上的化纤由中国制造，不管是碳纤维、纳米纤维，还是智能纤维，只要国家发展有需要，老百姓生活有需求，就有东华纤维材料研究人的身影。”

实验室目前设有三个研究方向：高性能纤维及复合材料，功能纤维与低维材料，环境友好与生物纤维材料。

自主研发性能高　助力国防科研

说到高性能纤维及复合材料，就要提及实验室的潘鼎教授，上世纪80年代，我国头号战略武器面临最后两项久攻不克的难题，其中之一就是作为洲际导弹弹头防热层关键材料的航天级高纯粘胶基碳纤维，它的性能、品质直接关系到飞行成败。潘鼎教授领衔的碳纤维项目组采用国外弃用而国内仅有的棉浆基纤维素为原料，苦战4年，最终成功研制出集美苏两国同类产品性能所长的航天级高纯粘胶基碳纤维，为国家头号战略武器飞天提供了关键性技术支持。此举不仅填补国内空白，更让我国由此成为世界上第三个掌握航天级高纯粘胶基碳纤维研制技术的国家。 

现在，实验室的同仁又为中国的航天梦制造出高性能纤维网格材料及产品。陈南梁教授研制出玻璃纤维网格材料，作为一种关键创新材料已成功应用于我国“天宫一号”、“天宫二号”、“天舟一号”航天器，该技术不仅极大地提高了太阳能电池的发电量，而且大大地降低了电池翼重量。

智能纤维太神奇　自动变色变形

纤维是有灵性的，正在从功能化向智能化发展。衣服像“变色龙”那样根据周边环境变化自动变色变形，鞋垫能在行走间通过人体踩压自主发电……在东华大学纤维材料改性国家重点实验室里，朱美芳教授先让记者领略了“智能纤维”的神奇。

智能纤维，通俗地说就是能主动感知响应外界环境并作出相关反应的纤维。对于服装、配饰、家居品等这些生活必需品，要是摇身一变，换上智能纤维，可以自己发电、发光、发热、变色、变形，甚至冬暖夏凉皆有可能。在未来上海打造智慧城市的过程中，需要千千万万根智慧纤维作为科技支撑。王宏志教授课题组团队经过多次反复实验，已经实现了纤维在通电环境下的自主变色。只要导入2-3v的低电压刺激，纤维就能在毫秒内实现红、黄、蓝三色变化，并能保持颜色达半小时。即使在扭曲、打结和编织的情况下仍能变色。

从生物体中提取　打造生物纤维

那么，什么又是环境友好型纤维呢？据介绍，实验室围绕石油资源替代、环境友好等可持续发展战略，开展了纤维素、生物聚酯、蛋白质、海洋生物质等生物质纤维的高效绿色制备新途径、新方法研究。比如，张耀鹏教授团队给蚕宝宝喂食含纳米粒子的人工饲料，制备了力学性能显著增强、抗紫外能力突出的超级蚕丝；基于仿生芯片，制备了性能优异的人造蜘蛛丝。生物相容性良好、可降解的蛋白质纤维将来在人体受损组织的修复和再生方面大有可为。王华平教授团队开发的废旧聚酯回收及循环再利用关键技术，可解决我们生活中废弃衣物的回收问题……实验室里的20余位科学家正继续努力，在纤维世界让中国争得话语权。

新民晚报记者 张炯强

（本文图片由被采访单位提供）