10月12至16日，第二十六届中国国际工业博览会（以下简称工博会）将在国家会展中心（上海）举办。

高校展区由上海市高校科技发展中心组织举办，集中展示高校科研成果，促进校企对接。今年工博会期间，将有63所高校参展，参展项目共527项，现场还设有“创智汇”路演、校企合作签约、产业需求发布、主题交流、静安区青少年科创成果展等活动，以及成果运营服务窗。

9月21日，记者走进上海工程技术大学，提前探访部分参展项目。

给科研同行“量体裁机”

“好沉。”

实验室里，上海工程技术大学纺织服装学院副研究员杨利军请记者掂一掂一只小钣金槽，记者感叹。

聊起设备的耐用性，他提起自己在东华大学读博时做的一套设备：“现在已经用了8年，帮助3位博士生完成课题实验毕业了，那套设备至今还在奋力的转动着。”

这套设备的起点，是他自己的科研需要。当时，杨利军找不到满足特定实验要求的纺丝设备，便自己动手做。设备做出来后，他发现，其他老师也有同样的需求。

“纤维可以织成日常穿着的衣服，也可以成为高性能复合材料的一部分。要让他具备新的功能和智能响应性，需要对材料结构进行设计，也需要对原液配方、成形条件进行反复的探索和尝试。”杨利军表示。

例如，一些高分子材料可以加热熔融，经喷丝、冷却形成纤维，设备需要适配相应的加热和输送条件；另一些材料难以通过熔融加工，则要选择合适的溶剂配成纺丝液，通过凝固等过程成形。原料和工艺不同，对温度控制、喷丝部件及后续处理的要求也随之变化。

杨利军在调研中发现，市场上不少设备面向大规模生产，实验室只想用少量材料验证一个方案，往往找不到合适的工具。

这样的需求，催生了团队此次的参展项目——“科研级纤维成形与加工实验设备平台”的诞生。

微型熔融纺丝实验机。江庆龄摄，下同

杨利军介绍，该平台覆盖湿法纺丝、熔融纺丝、纤维牵伸、热拉伸、干燥、卷绕、加捻等关键实验环节，实现从高分子材料成形到纤维性能评价的全流程实验研究。平台形成了系列化科研装备，可模拟工业化纤维制造过程，为新型纤维材料开发提供实验验证与工艺优化支撑。

此外，平台采用模块化设计理念，各功能单元可根据科研需求自由组合，兼容多种天然高分子、合成高分子及复合材料体系，可开展再生纤维素纤维、高性能聚合物纤维、生物基纤维等多种材料的制备研究。

杨利军用拉面形容，粗面、细面有着不同的要求，要让拉面的过程自动完成，又得设计相应的装置。

“对于懂做面的工艺的人来说，就可以设计。”在他看来，设备定制的基础，是理解材料和工艺之间的关系。

因此，团队除了提供设备，也会根据客户需要提供配方和工艺指导。有的用户长期从事纤维研究，只需要合用的实验工具；有的用户从其他领域进入纤维材料研发，则希望获得更完整的技术支持。科研过程中不断出现的新问题，也成为设备持续迭代的动力。

不过，定制化业务也带来交付压力。每个客户的要求不同，而团队的资金和加工能力有限。杨利军形容自己面对订单时“又想爆单，又怕爆单”。怎样在扩大服务范围的同时保证交付和品质，是团队正在面对的现实问题。

当前，该平台已成功开发形成系列化科研装备，可满足高校、科研院所与企业的研发需求。杨利军介绍：“已有部分合作客户的相关研究完成实验室阶段开发并进入中试环节；我们深度参与该阶段的配套设备设计工作，通过与第三方加工企业开展合作，协助完成原有工艺的放大优化，为高校科技成果的产品化与市场化进程提供强力支撑。”

让纤维成为净水的“筛子”

“这个为什么叫膜？”即便与理工科同行交流，上海工程技术大学纺织服装学院副教授冀大伟也会遇到这个问题。人们熟悉的保鲜膜、手机膜通常是平面的，他团队研究的膜却是一根根中空的纤维。这种材料叫中空纤维膜，在污水处理、生物医药、食品、电子、能源等领域有广泛的应用。

冀大伟介绍，团队开发的纤维膜，管壁上分布着微小孔隙，一束纤维膜组装进水处理装置中，在压差驱动下，水透过膜壁，与被截留的悬浮物等杂质分离，再由膜组件汇集排出。“将大量膜丝集成到一个组件中，可以在有限空间内获得较大的有效过滤面积。”他说。

把膜做成细长的中空结构，与团队的纺织学科背景有关。在纤维材料领域耕耘数十年的肖长发教授，于2020年加入上海工程技术大学。在他的带领下，团队将纤维成形与加工经验用于膜材料研发，研究如何让细长的膜丝兼顾分离性能和机械强度。

此次参展的“热法纤维增强聚乙烯中空纤维膜”，是团队近年来的一项代表性成果。它采用中石化国产聚乙烯原料，这也是部分保鲜膜使用的材料，来源广、价格相对低。

增强型聚乙烯中空纤维膜生产设备。

但要让它承担长期净水的任务，还需要解决几个问题：聚乙烯本身具有疏水性，怎样让水更容易通过？膜丝在运行中不断受到振动、拉伸，又怎样避免断裂？

为解决这些问题，团队利用多维度膜增强作用方法，使得聚乙烯中空纤维膜结构显著增强。同时，团队在国际首创了热法纤维增强聚乙烯中空纤维膜制备技术，通过成孔和热处理调控膜的孔结构，并开展表面改性，改善亲水性与抗污染性能。项目还采用氧化石墨烯有机—无机杂化改性等方法，构筑抗污染、耐压密的水通道，使其在受压时更不易被压实。

冀大伟表示：“热法纤维增强聚乙烯中空纤维膜产品可广泛适用于膜生物反应器工艺、浸没式超滤等污水处理系统以及有机溶剂处理体系，热法增强聚乙烯膜制备技术则为国内中空纤维膜产品出口应对欧盟全氟和多氟烷基物限制提案提供了解决方案。”

该项目已进入中试阶段，并在天津石化污水处理装置开展应用示范。处理后的废水全部用于替代外购海水淡化水，作为循环水补水。具有良好的社会和经济效益。

“比起偏基础研究的实验室，我们跟市场更紧密一些。我们实验室的设备相对比较大，能满足中试的要求，针对企业的具体需求，我们可以在实验室中比较快地进行工艺优化和验证。”冀大伟表示，“当然真正要放大的话，还需要考虑安全和成本。”

给零部件搭起耐力考场

汽车悬架中的一个橡胶衬套，在日复一日的颠簸中能用多久？一件人工韧带，在反复受力后会发生怎样的变化？上海工程技术大学与上海视疆科学仪器有限公司合作开展的“电磁直线电机动态疲劳试验机”项目，瞄准的正是这类需求。

上海工程技术大学机械与汽车工程学院校聘教授刘斌介绍，设备的核心是电磁直线电机。它利用电磁力直接驱动作动部件往复运动，配合控制算法以及载荷、位移测量，按照设定条件对试样反复加载。

目前，团队研发的设备最高运行速度超过4米/秒，动作频率最高可达200赫兹，即每秒往复200次。在此基础上，搭配不同工装夹具，可以形成面向不同材料和零部件的测试系统。

“这台设备用于人工韧带测试。”刘斌指着一台夹着“白色绳子”的设备说，针对不同的测试样品，如何夹持样品、怎样控制温度、使用什么液体，都需要按具体试验要求设计。

设备正在对样品进行测试。

由于一个样品需要经历大量循环，如果设备中途出现故障，或者加载、测量发生偏差，试验结果的可信度就会受到影响。“设备本身必须可靠、稳定，还要保证高精度。”刘斌说。

目前，“电磁直线电机动态疲劳试验机”项目已进入产业化阶段，设备已用于医疗器械、汽车零部件等领域，并销往海外。面向汽车悬架等测试需求，团队还开发了多轴加载系统，通过输入道路谱信息并进行多轮迭代，精准模拟零部件在实际运行中受到的载荷作用。

“这个领域的市场并不大。”刘斌玩笑道，“我们有时候也会有些纠结，一方面在努力把仪器做得又好用又长寿，另一方面，免维护、长寿命也意味着我们很难通过设备维修等售后盈利。”

为此，从2017年创业之初，刘斌就把公司定位为“小而美”，专注于“动态力学测试”这一小众赛道。

“我们掌握电磁直线电机及驱动控制核心技术，主要面向骨科医疗器械、半导体、新能源汽车、航空航天行业，提供标准化、定制化动态力学性能测试方案。”刘斌表示。

团队将直线电机和控制算法作为研发重点，机械零部件按设计交由配套企业加工，再由团队完成质检、装配和调试。设备交付后，用户在操作、软件功能和具体测试中遇到的问题，还会成为下一轮改进的起点。

“公司的设备价格为同类进口产品的二分之一至三分之二，且技术性能更具优势。”刘斌说，“产品已售往英国、印度、俄罗斯等国家。我们也在进一步拓展海外市场，希望能够走向全世界。”