一根僅有頭發(fā)絲十分之一粗細(xì)的高性能碳纖維，拉伸強(qiáng)度卻可以達(dá)到鋼的7到9倍，而比重僅有鋼的四分之一；在幾千度的高溫下，別的纖維早已化為灰燼，它卻紋絲不動(dòng)——這樣的神奇纖維，成了當(dāng)今航空航天、國(guó)防軍用、建筑、交通、體育休閑等領(lǐng)域的高新材料。

東華大學(xué)材料學(xué)院陳惠芳科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司，突破干噴濕紡千噸級(jí)高強(qiáng)/百噸級(jí)中模碳纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)碳纖維的批量供應(yīng)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)以干噴濕紡工藝為代表的高性能碳纖維生產(chǎn)技術(shù)空白，打破了國(guó)外高性能碳纖維企業(yè)對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的長(zhǎng)期壟斷。

解放日?qǐng)?bào)·上觀新聞?dòng)浾攉@悉，這一項(xiàng)目今天（8日）榮獲2017年度國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

紡絲提速4倍，每分鐘400米

1982年畢業(yè)留校工作起，陳惠芳就瞄準(zhǔn)了碳纖維研究這件事。她告訴記者，我國(guó)碳纖維市場(chǎng)長(zhǎng)期處于進(jìn)口產(chǎn)品壟斷狀態(tài)，高昂的進(jìn)口價(jià)格和嚴(yán)苛的技術(shù)封鎖嚴(yán)重制約著我國(guó)碳纖維的發(fā)展?！拔揖筒幌嘈旁壑袊?guó)人造不出高質(zhì)量的高性能碳纖維！”

上世紀(jì)80年代至今，從創(chuàng)建新中國(guó)第一個(gè)“化學(xué)纖維”專業(yè)的錢寶鈞教授，到潛心攻克高純航天粘膠基碳纖維難題的潘鼎教授，一代代東華材料人的接力棒交到了陳惠芳手上，任重而道遠(yuǎn)。

幾十年如一日，功夫不負(fù)有心人，陳惠芳科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合企業(yè)不斷摸索、反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于突破了制備高性能碳纖維的先進(jìn)技術(shù)——干噴濕紡。干噴濕紡工藝被認(rèn)為是今后碳纖維生產(chǎn)的主流工藝，但也是碳纖維行業(yè)公認(rèn)的難以突破的紡絲技術(shù)，目前國(guó)際上僅有日本的個(gè)別公司掌握這一工藝。

碳纖維紡絲材料

這一關(guān)鍵技術(shù)突破使得紡絲速度可以達(dá)到每分鐘400米以上，是傳統(tǒng)濕法紡絲的5倍。同時(shí)，他們還開發(fā)出一系列成套技術(shù)，最終我國(guó)首個(gè)采用干噴濕紡工藝的千噸級(jí)碳纖維生產(chǎn)線正式投產(chǎn)，產(chǎn)品性能與國(guó)際同類產(chǎn)品相當(dāng)。如今，這條生產(chǎn)線每年能生產(chǎn)近5000噸原絲和2000噸碳絲，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化并批量供應(yīng)市場(chǎng)，極大促進(jìn)了國(guó)內(nèi)碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

大飛機(jī)、新能源車都大有用武之地

科學(xué)研究沒有捷徑，陳惠芳帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)做過成千上萬次實(shí)驗(yàn)，也失敗過無數(shù)次，但是從沒有想過放棄，因?yàn)橐坏┓艞?，所有的努力都白費(fèi)了。

“陳老師做科研真的很拼！”團(tuán)隊(duì)里最年輕的博士后巨安奇連連感嘆。大夏天，在沒有空調(diào)的高性能碳纖維工程基地，穿著工作服進(jìn)去沒一會(huì)兒就濕了一身的汗，而陳老師帶著他們一干就是一整天。由于原絲的紡絲過程中不能間斷，而且需要四五個(gè)人員實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)排除紡絲過程中的問題，有時(shí)候完成一次實(shí)驗(yàn)就要從一大早忙到凌晨一兩點(diǎn)，陳老師從來沒喊過苦喊過累。

天性樂觀的她說，一想到紡絲紡得好、工藝有突破，心里別提多開心了，哪還記得那些苦啊。這股拼勁也影響著團(tuán)隊(duì)的每個(gè)人，大家把寒暑假、節(jié)假日能擠出來的時(shí)間都花在了反復(fù)實(shí)驗(yàn)和研究中。比如，為實(shí)現(xiàn)干噴濕紡工藝中的高倍拉伸，團(tuán)隊(duì)自行設(shè)計(jì)、研制了高壓蒸汽拉伸機(jī)。為了達(dá)到最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)機(jī)器也是不斷調(diào)整、精益求精，光是高壓蒸汽拉伸機(jī)就革新了四代。

陳惠芳表示，未來高性能碳纖維在大飛機(jī)、新能源汽車等領(lǐng)域都有著極好應(yīng)用前景，而高性能碳纖維要實(shí)現(xiàn)完全自主國(guó)產(chǎn)化依舊需要不斷地技術(shù)攻關(guān)，她希望能用畢生精力去圓這個(gè)中國(guó)夢(mèng)。

校企像碳纖維一樣擰成一股絲

在聯(lián)合攻關(guān)過程中，陳惠芳帶著團(tuán)隊(duì)經(jīng)常往返于上海、連云港兩地，在企業(yè)車間機(jī)器聲轟鳴的生產(chǎn)線上緊盯每一道工序，從前到后有3000多個(gè)工藝點(diǎn)。因?yàn)橐恍?shí)驗(yàn)室里的小問題一旦擺到生產(chǎn)線上就會(huì)被放大，一旦哪個(gè)工藝點(diǎn)參數(shù)發(fā)生了變動(dòng)，碳纖維質(zhì)量馬上就不行了。

陳惠芳（左）在實(shí)驗(yàn)中

“我們做的只是實(shí)驗(yàn)室的一件小事，在實(shí)驗(yàn)室把基礎(chǔ)理論研究做通做透，攻克技術(shù)難題，高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)化的大事要交給企業(yè)去完成，去給社會(huì)創(chuàng)造更大效益！”對(duì)于干噴濕紡這一關(guān)鍵技術(shù)的突破，陳惠芳輕描淡寫地說道，自己只是做了科研人員該做的事，從實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)的“最后一公里”需要有擔(dān)當(dāng)有實(shí)力的企業(yè)去打通。

而在此次國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)評(píng)審的答辯中，項(xiàng)目第一完成單位、中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司董事長(zhǎng)張國(guó)良卻把這份榮譽(yù)歸功高校：“企業(yè)產(chǎn)業(yè)化的突破離不開東華大學(xué)老師們的基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)攻克?！闭沁@樣產(chǎn)學(xué)合作和協(xié)同創(chuàng)新，讓校企像碳纖維一樣擰成了一股絲。

解放日?qǐng)?bào)·上觀新聞?dòng)浾吡私獾剑?009年起，東華大學(xué)—中復(fù)神鷹碳纖維工程技術(shù)中心、東華大學(xué)—中復(fù)神鷹碳纖維工程研究中心、東華大學(xué)材料科學(xué)與工程博士后流動(dòng)站科研基地、鷹游集團(tuán)碳纖維博士后科研工作站科研基地等協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)陸續(xù)成立，在多項(xiàng)成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目中，共同申報(bào)及承擔(dān)科研任務(wù)。