【中国教育报等】报道我校材料学院功能杂化材料课题组

发布时间:2016-11-21发布部门:宣传部

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在近期举行的第十八届中国国际工业博览会上,我校参展项目“健康防护功能杂化材料及其高值化聚酯纤维设计开发关键技术”获高校展区特等奖,项目研发团队为材料学院朱美芳教授领衔的功能杂化材料课题组,该团队系列研发成果受到媒体关注。

【中国教育报】新纤维全面狙击“超级细菌”——东华大学功能杂化材料课题组创新研发一系列纤维成果

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朱美芳教授在生产现场指导实验

“老百姓到底对纺织产品的哪些功能需求最多?”面对日渐暖热的功能纤维市场,东华大学材料学院朱美芳教授不禁自问。

为了找到答案,朱美芳请来校内纤维、纺织、染整及服装等不同学科的专家进行讨论。同时,成立课题组,一家家地跑生产、应用和外贸工厂,收集市场信息。这两门功课做完,课题组对国际上重要的纤维功能进行重新排序,一致认为抗菌功能最重要。

近期,在上海举行的中国国际工业博览会上,东华大学展区的“健康防护功能杂化材料及其高值化聚酯纤维设计开发”项目把人们对纺织品功能的认知带入了3.0时代。

抗菌材料,再次深耕

“水洗50次,纺织品仍能保持优异抗菌效果;排汗、导湿的运动休闲面料还可‘加载’抗菌、阻燃等功能。”这些纺织品界的功能大比拼,都离不开默默追随其后的科研团队——东华大学材料科学与工程学院功能杂化材料课题组。

该团队十余年潜心研究集抗菌、阻燃等功能与舒适性于一身的系列纤维成果,陆续向人们亮出功能纤维的组合招牌。

2008年,课题组在多方调研论证基础上,扎扎实实地开始了对“抗菌材料”这个老话题的新一轮深耕。

“尽管快十年过去了,抗菌材料研究不仅对市场及产业来说很重要,其对学术研究也不容小觑。”朱美芳介绍,近年来,国外不断有研究者发现所谓的“超级细菌”,其通俗来说就是对抗生素有耐药性的细菌,它对人体的危害比病毒厉害得多。“超级细菌”骇人之处并不在于其杀伤力,而是它对抗生素的超级抵抗力,“无药可用”是它带给人类的致命恐慌。“人们对抗菌的需求几十年来一直在不断变化,我们的科研也要紧跟需求,研究项目的持续创新非常重要。”朱美芳继而说道。

需求在变,创新不止

在凝聚科研方向的基础上,课题组还最大程度地汇聚科研人才:整合材料及纺织等多个优势学科形成强强联合的学科链,各学科领域中颇有建树的教授强强联手,集结成“东华梯队”。

课题组从纤维材料攻关开始,覆盖包括面料、服装设计等环节。

随着消费者以及行业产业需求的变化,课题组的研究方向也一直在不断调整。从单一抗菌功能,到抗菌和舒适性相结合,再到抗菌、阻燃双功能加舒适性等。伴随每一次研究方向的变化,整个工艺过程都在追求创新,绿色化、环保化、高值化以及低成本是课题组研发的共同目标。

抗菌纺织品历来深受日本和欧洲消费者青睐,在日本,“抗菌”是袜子的必备功能。“而很长一段时间,国内抗菌产品生产参考的都是‘洋标准’,出口看的都是‘洋脸色’。”朱美芳指出这一产业痛处。

纤维的抗菌功能如何实现?选什么材料进行实验?这些都是团队要解决的问题。经过不同实验反馈,大家发现在纤维中加入纳米级粉体可有效提高纤维功能。可是,高温下纳米颗粒却容易发生团聚,银系抗菌材料被纳米化后会变得不稳定。团队遂通过结构及制备工艺的控制,把银系抗菌材料和纤维载体很好地负载结合,使其能经受300℃以上高温且不变色。

“但是,几年前,美国环境署出文,对银系抗菌材料不予推介,因其可能会对水体微生物产生影响。同时对其他国家含此类材料的产品出口也提高了门槛。”朱美芳有一点沮丧,但转而又开心地说,“我们快速转向寻找非溶出性抗菌材料。很快,铜,这一人体所需、安全性更高且抗菌能力更强的元素进入了我们的视野。”

几年来,课题组为不受制于人,努力发展铜系抗菌剂,并将它成功引入纤维之中。

随着国内外消费者对健康防护功能类纺织品的需求不断攀升,产品所需的高值化功能纤维在生产中存在功效性、耐久性和可加工性难以统一的难题。课题组再次直面问题,从纤维制备方法入手,在聚酯合成、纤维成型和纺织后加工中引入杂化及功能组装技术,设计发明了具有特定形态、组成和结构的负载金属离子抗菌功能杂化材料,研究出功能材料在聚酯基体中均匀稳定分散的新方法。

“制备出的材料性能稳定、形貌可调控且功能高效持久,可用于多功能纤维和功能织物,如袜子、内衣裤等的开发,满足了化纤产业转型升级与可持续发展的迫切需求。”朱美芳无比自豪地介绍,该成果已处于国内领先及国际先进水平,对改善人体健康、提高生活品质有重要贡献。

继课题组在铜系抗菌剂方面取得重要突破后,每年我国有大量抗菌纺织品出口,其中仅出口至日本的抗菌产品就达70多种,并逐渐制定出自己的行业标准,“东华智造”对抗菌织造行业的贡献可见一斑。

蒙学善问,泰定求真

实际上,功能杂化材料课题组还有个很文艺的名字:“蒙泰”。

1991年,课题组由东华大学材料学院教授、纤维材料专家陈彦模创立。90年代初,课题组开展聚丙烯纤维细旦化研究,将这种用来做蛇皮袋的纤维材料,做成细旦聚丙烯纤维,取名“蒙泰丝”,“蒙泰”由此得名。

“蒙泰丝”是细旦纤维中的佼佼者,既柔软又可染色,还可加入功能,实现了单一成果的可持续创新发展。这也成为该课题组数十年来项目研发坚持传承的传统,从抗菌功能材料、齿科材料等均如此。

“蒙学善问,泰定求真”是朱美芳教授在组里集思广益征集来的组名释义,被师生奉为“组训”,成为大家学习科研的共同理念。

“师生同心,坚持求学求真态度,多学好问,用自己的工作为国家及人民做有价值的事。”孙宾对此深有感触。

“团队文化很重要,制度管理也不能少。”在朱美芳看来,“带头人+管理+文化”在团队发展模式中三者不可或缺。文化重要的是要融入成员内心,成为大家乐于浸染其中的氛围和风气。“自己要带头,要有高度、宽度和深度,还要有气度,要站得更高。”朱美芳如此自我要求。

面向未来,中国的新型纤维高新产业已初见端倪,以智能纤维为基础的新兴技术产业群即将诞生,可在纤维上实现传感、通信、计算和储能等功能,新型纤维织物将为相关产业带来颠覆性变化。

当下,带着纺织、材料这些传统优势学科,东华大学又站在新型纤维战略新的起跑线上。“我们将更加聚焦国际前沿和国家战略发展需求,希望不久的将来,从功能纤维到智能纤维、纳米杂化材料方面都能全面引领国际发展方向。”朱美芳信心满满。

(来源:中国教育报  -07版-【高等教育·科学研究】 2016年11月14日)


视频:   摄影: 图片由功能杂化材料课题组提供撰写:孙庆华  信息员:孙庆华  编辑:孙庆华

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