| 紡織之光|紡織自然科學一等獎：讓纖維比肌膚更懂你的冷與熱 |
2024年度中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科學技術獎近日揭曉。由東華大學材料學院王宏志教授作為項目第一完成人研發(fā)的“機電轉換纖維及其織物的能量與濕熱管理功能調控”項目（以下簡稱“機電轉換項目”），獲得了自然科學獎一等獎。該項目在智能纖維領域實現(xiàn)雙重突破，開創(chuàng)了纖維材料的能量轉換和人體濕熱管理的新途徑。
  衣物被譽為人類的“第二層皮膚”，然而傳統(tǒng)面料往往難以像人體肌膚那樣智能地感知溫度變化并做出及時調節(jié)。“這項技術打通了智能織物的‘感知-供能-調控’全鏈條，實現(xiàn)了纖維尺度上的能量轉換與濕熱調控協(xié)同設計。”項目負責人王宏志表示，機電轉換纖維就像一個智能的貼身助手，承擔著感知、調節(jié)和保護的多重任務，時刻守護穿戴者的舒適體驗。機電轉換項目是由東華大學牽頭，歷經(jīng)5年探索，在纖維結構設計、性能調控等方面取得多項原創(chuàng)性成果，建立了從纖維到織物的跨尺度構效關系，形成了具有自主知識產權的核心技術體系。相關研究成果已在Science、Nature Communication、Advanced Materials等國際頂級期刊發(fā)表論文數(shù)篇，獲得多項國家發(fā)明專利，達到國際領先水平。這項成果不僅在機電轉換纖維領域實現(xiàn)重大突破，更為未來發(fā)展全天候、智能化的功能性服裝奠定了基礎。
技術攻關：從設想到實現(xiàn)的漫長長路
科研工作中，偶然現(xiàn)象往往蘊藏著突破的契機，關鍵在于能否捕捉到隱藏在其中的規(guī)律。2020年，王宏志教授團隊在摩擦納米發(fā)電織物的電信號測試中，意外捕獲到一種異常的噪聲信號。最初被認為是實驗干擾的現(xiàn)象，在深入研究后逐漸揭示出一種全新的物理機制——靜電放電中等離子體頻率的特性。這一發(fā)現(xiàn)不僅驗證了人體能量耦合的新機制，還推動了無線能量與信號同步傳輸?shù)臋C電轉換纖維技術的突破。這項成果突破了智能織物自主供能的瓶頸，也為紡織品的多功能化設計提供了新的思路。
 然而，這僅僅是王宏志團隊十余年智能服裝研究中的一個切片。從能量管理到濕熱調控，從傳感響應到變形變色，他們始終圍繞智能紡織品的核心功能需求展開系統(tǒng)性研究，以材料科學為基礎不斷推動技術創(chuàng)新。在能量管理方面，團隊開發(fā)了基于靜電效應的纖維發(fā)電技術，為智能服裝提供了可靠的自主供能方案；在濕熱調控領域，他們優(yōu)化纖維的微觀結構，并在模擬極端環(huán)境下測試材料性能，提升了智能服裝的舒適性和實用性；傳感和變色技術則為智能織物賦予了更多可能，使其能夠在環(huán)境監(jiān)測、生理信號捕捉和動態(tài)外觀調節(jié)等領域實現(xiàn)廣泛應用。
“科學研究沒有捷徑，所有的積累都需要一點點夯實。”貫穿這些研究的是團隊成員對細節(jié)的執(zhí)著與實踐的扎根。他們克服了實驗條件的限制，自主設計設備驗證假設；面對復雜環(huán)境的挑戰(zhàn)，在高溫潮濕的露天環(huán)境中反復測試材料性能，每天往返于測試設備與記錄數(shù)據(jù)間，用一組組翔實的數(shù)據(jù)支撐著科學假設的推導和修正。從基礎理論的突破到規(guī)模化制備技術的落地，每一次進步都充滿了挑戰(zhàn)，但也為下一步的創(chuàng)新鋪平了道路。
2024年，王宏志教授憑借其在智能纖維領域的重要研究成果，榮獲中國紡織界的最高榮譽——桑麻學者獎。這份獎項的背后，是十余年孜孜不倦的探索與實踐，是無數(shù)次實驗中的堅持與突破，也是對未知領域不斷求索的熱忱與專注。
 成果轉化：從實驗室到產業(yè)化的纖維革命
科研的終點從不止于實驗室，而在于實際應用與產業(yè)化。為將機電轉換纖維技術從研究成果轉化為現(xiàn)實產品，王宏志教授團隊聯(lián)合多家企業(yè)，建成了自主知識產權的規(guī)模化機電轉換纖維的工業(yè)化生產線。這條生產線的成功運行為將實驗室的先進纖維技術推向市場奠定了基礎，并顯著提升了紡織品制造的效率與一致性。
基于生產線的技術成果，團隊與學校上海國際時尚科創(chuàng)中心、海派時尚設計及價值創(chuàng)造協(xié)同創(chuàng)新中心、上海國際時尚創(chuàng)意學院、紡織學院、服裝與藝術設計學院、信息科學與技術學院等合作，聯(lián)合開發(fā)科技旗袍。通過嵌入傳感、變形和變色纖維，實現(xiàn)了實時監(jiān)測、形態(tài)變化與視覺效果的動態(tài)融合。該系列旗袍不僅將現(xiàn)代智能技術融入傳統(tǒng)服飾文化，更成為穿戴美學與高科技功能結合的典范。其創(chuàng)新設計亮相愛丁堡藝術節(jié)，并作為中國紡織工業(yè)標志性成果登上新中國成立70周年成果展，充分展示了傳統(tǒng)紡織工藝與現(xiàn)代智能技術的深度融合。此外，在運動服裝和醫(yī)療防護服領域，團隊通過改進織物濕熱管理性能，開發(fā)出兼具功能性與舒適性的產品。這些合作充分說明，機電轉換纖維技術不僅是實驗室的突破，更正在推動傳統(tǒng)紡織產業(yè)向智能化、功能化方向邁進。
 海派旗袍閃耀愛丁堡藝術節(jié)
最為引人注目的是團隊開發(fā)的一種集能量采集、信號發(fā)射和發(fā)光顯示于一體的發(fā)光纖維技術。這種纖維采用非馮諾依曼架構，通過能量耦合與無線信號發(fā)射的深度結合，實現(xiàn)了從功能設計到集成創(chuàng)新的重要突破。發(fā)光纖維不僅能夠在復雜環(huán)境中高效運行，還具有靈活的可定制特性，可應用于智能服裝、水下救援以及動態(tài)標識等多個場景。其獨特的性能和廣泛的應用潛力在團隊發(fā)表于《Science》的研究論文中得到了詳細闡述，同時這一技術也被評為紡織領域年度十大科技成果之一。
 傳承展望：以初心致敬未來
通過多年的不懈努力，王宏志教授團隊在智能紡織領域取得了一系列重要突破。圍繞機電轉換纖維的核心技術，他們不僅實現(xiàn)了從實驗室到規(guī)模化生產的跨越，還在智能顯色與變色、熱電與摩擦電能源轉化器件、鋰電與鋅空氣柔性儲能器件以及人機交互紡織品等方向開展了創(chuàng)新性研究。這些工作推動了智能纖維技術在智能可穿戴設備、健康監(jiān)測和人機交互等領域的廣泛應用，為未來產業(yè)發(fā)展提供了重要支撐。
2024年以來，團隊已在Science、Science Advanced、Nature Communications（3篇）、Advanced Materials（2篇）、Advanced Functional Materials（5篇）、Matter、Device（2篇）等期刊發(fā)表多篇論文。這些研究不僅彰顯了東華大學在智能紡織技術領域的前沿地位，更為相關產業(yè)的技術創(chuàng)新注入了新動能。
自建校以來，東華大學始終將科技創(chuàng)新與服務社會深度融合，書寫了一部以紡織科技助力國家發(fā)展的奮斗史。從新中國成立初期攻克“穿衣難”問題，到改革開放后引領紡織工業(yè)的技術升級，再到如今以智能紡織技術拓展未來產業(yè)空間，東華大學的科研腳步始終與時代發(fā)展緊密相連。
在不同歷史階段，東華大學用實際行動踐行“以紡織報國”的初心。從開發(fā)出滿足寒冷地區(qū)需求的高性能軍用服裝，到推動民用防護面料的普及，再到支撐紡織行業(yè)邁向綠色化、智能化轉型，每一次突破都凝聚著幾代東華人的智慧與心血。此次獲獎項目正是這種精神在新時代下的延續(xù)——它以科技為紐帶，將傳統(tǒng)紡織工藝與現(xiàn)代智能技術有機結合，為紡織產業(yè)的未來指明了方向。
 王宏志教授課題組走訪中國絲綢博物館學習
王宏志表示，“科技創(chuàng)新必須著眼于實際需求，只有走出實驗室、融入生活，才能讓技術真正造福社會。”未來，團隊將進一步推動智能紡織技術的創(chuàng)新發(fā)展。他們計劃重點深耕三個方向：一是提升智能紡織材料的性能，為健康監(jiān)測、環(huán)境響應等領域提供個性化和定制化解決方案；二是深化與產業(yè)鏈上下游的合作，加速科研成果的市場化進程；三是聚焦可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)綠色纖維材料和低能耗制造工藝，為實現(xiàn)“雙碳”目標貢獻紡織領域的智慧與力量。
|
| 《紡織服裝周刊》版權及免責聲明： 1、凡本網(wǎng)注明“來源：紡織服裝周刊”的所有作品，版權均屬于紡織服裝周刊，未經(jīng)本網(wǎng)授權，任何單位及個人不得轉載、摘編或以其他方式使用上述作品。已經(jīng)獲得本網(wǎng)授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：紡織服裝周刊”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關法律責任。   2、如因作品內容、版權和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請在30日內進行。有關作品版權事宜請聯(lián)系：010-85229892 |
| 相關文章 |
 |
||
|
