| 紡織之光|紡織自然科學一等獎：登高望遠，光電超構織物引領紡織科技革新 |
2024年度中國紡織工業聯合會科學技術獎近日揭曉。由華中科技大學武漢光電國家研究中心、材料學院和體育學院教授，智能纖維器件與裝備研究中心主任陶光明作為第一完成人領銜多學科交叉團隊完成的“柔性光電超構織物的多物理量精準響應機制與穩定成型技術研究”項目榮獲中國紡織工業聯合會科學技術獎自然科學獎一等獎。
 功能纖維具有優異的輕柔、可集成、易量產等特性，是涉及紡織、光電子、材料、物理、信息、生物醫學等學科的前沿交叉研究領域。我國的基礎纖維與紡織產業全球生產規模最大，但高附加值的功能纖維與織物技術被美國“卡脖子”。柔性光電超構功能織物的核心在于通過結構的精準設計賦予纖維材料新的功能，并利用規模化的先進制造技術實現織物器件的高性能。針對目前存在的多物理量精準響應機制不明、響應界面穩定成型難、多物理量精準耦合調控難的問題，陶光明教授團隊圍繞柔性光電超構織物的多物理量精準響應機制與穩定成型技術，構建“結構-織造-器件”的系統性理論，發現了微觀無序-宏觀有序結構與光-熱物理量精準響應規律，闡明了多外場耦合作用下多物理量精準調控織物的穩定成型理論，揭示了多場景下織物的多物理量精準耦合調控機制。陶光明教授首次提出的“光學超材料織物Metafabric”概念并在全球獲得廣泛認同，相關成果在Web of Science 數據庫的關鍵詞“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線，實現了從材料到器件的萬噸級全流程宏量穩定生產能力，積極推動了傳統產業的高端化升級。
研究成果已在國內外多家龍頭企業以及國家重大需求領域實現工程應用示范：1）研發降溫織物服務于中國兵器工業第五九研究所等單位稱為:“具有優異的紅外圖像融合度”、“推進我國強國強軍發展具有十分重要的意義”、“具有國際領先水平”；2）研發無源保暖護臉裝備服務于第24屆冬季奧林匹克運動會，獲國家體育總局冬季運動管理中心感謝信，來函致謝稱“勇于擔當、盡職盡責”；3）針對室外惡劣環境中公安干警等人員面臨的高低溫防護問題，相關成果被列入《湖北省科技興警三年行動攻堅團隊實施方案》；4）研制的降溫新材料應用于中國建筑集團有限公司和亞瑟士（中國）等單位，被稱為：“提高熱舒適性與設備工作效率” 、“有效的降低了能源消耗”、“降低了因為溫度過高而導致的心率異常等風險”、“極大減少熱射病發病率、病死率和致殘率”。
“我們從一個粒粒的改性高分子顆粒做到一塊塊光電超構織物，將光電信息技術貫穿高分子材料、紡絲、紡紗、織造以及大健康和低碳的多場景應用的全過程，只有依托中國強大完整的基礎制造業，才能把設想變為現實。”陶光明感慨，“在這個過程中，中國紡聯、政府、學校和相關企業給我們提供了干事創業的廣闊平臺。”
 柔性光電超構織物的多物理量精準響應機制與穩定成型技術。（A）實現了萬噸級柔性光電超構織物的高穩定性、高通量生產工藝；（B）柔性光電超構織物實現了人體皮膚表面有效降溫約5 ℃；（C）研制了具有高氣通量保暖護臉新裝備，可顯著提高吸入空氣溫度和面部皮膚溫度；（D）研制了降溫鞋和降溫微納米纖維增強涂料，可有效降低足部和建筑物室內溫度。
陶光明教授團隊目前已承擔包括國家杰出青年科學基金項目、國家自然科學基金“葉企孫”科學基金重點項目等多項國家重點課題，在Science等學術期刊發表論文120余篇，成果入選2021中國光學十大進展、2021中國光學領域十大社會影響力事件、2021“中國科學十大進展”候選項目、華中科技大學前沿研究成果獎特等獎等，相關成果被鑒定為“總體達到國際先進水平”。陶光明教授任中國材料研究學會纖維材料改性與復合技術分會理事會副理事長、中國激光雜志社第三屆青年編輯委員會主任委員、中國材料研究學會超材料分會理事會常務理事、先進纖維材料Advanced Fiber Materials期刊創刊副主編、國家科學進展National Science Open(Engineering)期刊副主編、紡織學報編委會委員等。 |
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