| 跨學科交叉助力紡織創(chuàng)新發(fā)展，“紡織之光”回訪華中科技大學 |
本刊記者-李亞靜/文 裴鑫榕/攝
光學超材料織物特殊設計的光子結(jié)構(gòu)，彌合了不同學科之間的差距，為大規(guī)模制造超材料織物創(chuàng)造了可行方案；分層形態(tài)學設計的超材料織物，具有優(yōu)異的日間被動輻射降溫能力，代表了智能服裝在個人熱管理領域取得的重要進展；超材料織物解決了厚度與制冷性能之間的矛盾……由華中科技大學智能纖維器件與裝備研究中心主任陶光明作為主要完成人的柔性光電超構(gòu)織物項目，榮獲2024年度“紡織之光”中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科學技術獎自然科學獎一等獎。
 2024年12月11日，紡織之光科技教育基金會理事長葉志民、副秘書長陳思奇一行走訪華中科技大學，對獲得2024年度“紡織之光”中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科學技術獎自然科學獎一等獎項目“柔性光電超構(gòu)織物的多物理量精準響應機制與穩(wěn)定成型技術研究”完成單位進行回訪。項目主要完成人華中科技大學智能纖維器件與裝備研究中心主任、武漢光電國家研究中心、材料科學與工程學院、體育學院教授、博導、國家杰出青年科學基金獲得者陶光明，華中科技大學光學與電子信息學院教授侯沖，中國科學院蘇州納米所研究員張其沖等參與座談交流。
 項目名稱：柔性光電超構(gòu)織物的多物理量精準響應機制與穩(wěn)定成型技術研究
主要完成單位：華中科技大學、武漢紡織大學、青島大學、浙江大學、電子科技大學
主要完成人：陶光明、夏治剛、田明偉、馬耀光、吳嘉威、于賀
從“光電”到“紡織”，緣何跨界？
從以高科技著稱的“光電”行業(yè)，到以傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)成長起來的“紡織”工業(yè)，作為2024年度“紡織之光”中國紡聯(lián)自然科學一等獎項目的主要完成人，陶光明教授緣何選擇跨界發(fā)展？
陶光明教授表示，他與紡織行業(yè)結(jié)緣，要從學成歸國的經(jīng)歷談起。據(jù)陶光明教授介紹，剛回國時，眾多高等學府向他伸出橄欖枝，但是最終選擇進入華中科技大學并涉足光電與紡織相結(jié)合的科研領域，是受到了紡織與高分子材料學家徐衛(wèi)林院士的影響。
紡織業(yè)，看似傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，實則紡衣冠也織文明，上天入海、“老樹新枝”，傳統(tǒng)與科技交織下，孕育著超出很多人想象的潛力與機遇。
光電與紡織的結(jié)合可實現(xiàn)多方面的創(chuàng)新和突破。光電技術的應用可以實現(xiàn)紡織品材料多功能化，通過引入光電功能材料，賦予紡織品新的性能，如降溫、導電、傳感等。這種改性后的紡織品在智能穿戴、智能家居、醫(yī)療健康等領域具有廣泛的應用前景。光電與紡織的結(jié)合還可以推動紡織產(chǎn)業(yè)的智能化升級，促進跨學科的研究和創(chuàng)新。
 陶光明教授表示，華中科技大學有著良好的科研環(huán)境、平臺優(yōu)勢和資源稟賦，在一所非紡織專業(yè)院校從事紡織領域相關的科學研究，這對他們來說，是優(yōu)勢也是壓力。能獲得中國紡織工業(yè)聯(lián)合會頒發(fā)的“紡織之光”中國紡聯(lián)科學技術獎自然科學一等獎，證明團隊的科研成果得到了紡織行業(yè)的最高認可，這對他們尤其重要，也充分體現(xiàn)了中國紡織學術和產(chǎn)業(yè)領域的包容性。
“很多人不理解，為什么光電專業(yè)的科學家會申報紡織行業(yè)的獎項呢？”
陶光明教授解釋道，隨著科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，紡織行業(yè)已經(jīng)不僅僅是“衣被天下”的傳統(tǒng)和基礎產(chǎn)業(yè)了，它還可與新能源、食品、航空航天等多學科交叉融合，產(chǎn)業(yè)基礎雄厚、應用前景廣闊。因此，對于跨學科的紡織從業(yè)者來說，讓更多人了解他們在做什么，了解紡織行業(yè)的前沿屬性，這點非常重要。
做啃硬骨頭的科研人
雖然我國的基礎纖維與紡織產(chǎn)業(yè)在全球生產(chǎn)規(guī)模上位居首位，但高附加值的光電功能纖維與織物技術依然被美國“卡脖子”。
“紡織行業(yè)的科研方向有很多，我們選擇了一個無人探索的方向，就是要啃硬骨頭?！弊鳛榭鐚W科的科研帶頭人，陶光明教授及其團隊選擇了光電超構(gòu)織物方向，就是希望能突破“卡脖子”技術，引領紡織科技革新。
柔性光電超構(gòu)功能織物的核心在于通過結(jié)構(gòu)的精準設計賦予纖維材料新的功能，并利用規(guī)?；南冗M制造技術實現(xiàn)織物器件的高性能。
針對目前存在的多物理量精準響應機制不明、響應界面穩(wěn)定成型難、多物理量精準耦合調(diào)控難的問題，陶光明教授團隊圍繞柔性光電超構(gòu)織物的多物理量精準響應機制與穩(wěn)定成型技術，構(gòu)建“結(jié)構(gòu)-織造-器件”的系統(tǒng)性理論，發(fā)現(xiàn)了微觀無序-宏觀有序結(jié)構(gòu)與光-熱物理量精準響應規(guī)律，闡明了多外場耦合作用下多物理量精準調(diào)控織物的穩(wěn)定成型理論，揭示了多場景下織物的多物理量精準耦合調(diào)控機制。
陶光明教授首次提出的“光學超材料織物Metafabric”概念在全球范圍內(nèi)獲得廣泛認同，相關成果在Web of Science 數(shù)據(jù)庫的關鍵詞“Metafabric”搜索中排名第一。團隊建設了世界上首條光學超材料織物器件生產(chǎn)線，實現(xiàn)了從材料到器件的萬噸級全流程宏量穩(wěn)定生產(chǎn)能力，積極推動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的高端化升級。
值得一提的是，陶光明教授團隊建立的具有國際領先水平的、從材料到器件的萬噸級全流程宏量穩(wěn)定生產(chǎn)工藝，承擔了多項國家重大課題，在國內(nèi)外多家龍頭企業(yè)以及國家重大需求領域?qū)崿F(xiàn)工程應用示范，突破了光學超材料織物從實驗室到工業(yè)化生產(chǎn)的瓶頸。
集眾力共建紡織現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系
本次座談期間，陶光明教授重點介紹了獲獎項目的重要信息，以及目前正在進行的中試生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)服務情況。
陶光明教授及其團隊希望以學科交叉、需求導向和產(chǎn)學研合作緊密結(jié)合的路線，不斷提升團隊的科研水平和創(chuàng)新能力，并希望通過與紡織行業(yè)企業(yè)建立合作關系，進一步推動科研成果的轉(zhuǎn)化和應用。他談到，“紡織之光”中國紡聯(lián)科技獎在紡織行業(yè)的權威性強、認可度高，希望通過申報科技獎，與紡織行業(yè)企業(yè)建立深入的合作關系，進一步探索其科研項目的應用領域與社會效益。
葉志民指出，紡織行業(yè)是關乎我國國民經(jīng)濟與社會發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，也是解決民生與美化生活的基礎產(chǎn)業(yè)，更是國際合作與融合發(fā)展的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，具有產(chǎn)業(yè)鏈完整、技術成熟、市場廣闊等特點。在建設紡織現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的背景下，今年“紡織之光”中國紡聯(lián)科技獎首次增設了自然科學獎，不僅是與國家科技獎項體系相呼應，更旨在強化對紡織全產(chǎn)業(yè)鏈科技創(chuàng)新的支持，提升對自然科學基礎研究及應用基礎研究的關注和獎勵。葉志民表示，華中科技大學是本次回訪考察的首站，充分體現(xiàn)了紡織之光科技教育基金會對陶光明教授領銜的獲獎項目的大力支持和高度認可。
中國紡織工業(yè)聯(lián)合會和紡織之光科技教育基金會致力于通過全行業(yè)科技獎勵工作，激發(fā)中青年科研工作者的創(chuàng)新活力，鞏固行業(yè)科技基礎，培育新質(zhì)生產(chǎn)力，加強產(chǎn)學研結(jié)合，增強行業(yè)整體競爭力。以陶光明教授團隊等為代表的跨學科科研力量的加入，正是行業(yè)所期盼的，展望未來，期望更多跨領域的科研團隊能夠投身紡織領域，共同推進紡織行業(yè)的基基礎研究與科技創(chuàng)新，積極促進紡織現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的構(gòu)建。
   葉志民一行還參觀了武漢光電國家研究中心以及智能纖維器件與裝備研究中心實驗室，陶光明教授介紹了抗組訓練智能彈力帶、壓力分布監(jiān)測的智能床墊與坐墊、無源降溫涂料、智能游跳臺以及寒地保暖護臉面罩等一系列新材料與新裝備的科學原理和適用場景等。
 紡織之光科技教育基金會理事長葉志民向華中科技大學智能纖維器件與裝備研究中心主任陶光明贈送《錢之光傳》。
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