作者:孙庆华 黄辛 来源: 中国科学报 发布时间:2021-11-30
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朱美芳:总把难题当课题

 

朱美芳(左)与团队成员胡泽旭在车间讨论功能纤维生产情况。受访者供图

■本报通讯员 孙庆华 ■黄辛

让国人“穿得暖”“穿得美”“穿得健康舒适”,一直是中国科学院院士、纤维材料改性国家重点实验室(东华大学)主任朱美芳团队孜孜以求的目标。

近日,朱美芳团队“有机无机原位杂化构筑高感性多功能纤维的关键技术”项目荣获2020年度国家技术发明奖二等奖,科技在功能纤维领域再度赋能,让人们离“穿得健康舒适”更近了一步。

“你们是大学生吗?这么肯做?”

“‘要到企业中去发现问题,分析问题,提出解决方案,再加以实施、总结,举一反三,由点及面。’这是朱老师经常和大家说的话。”团队成员、东华大学材料学院博士后周家良说。

我国化纤产量占全球70%,其中超过八成是量大面广的聚酯和聚酰胺纤维,且同质同构现象较为严重。高感性多功能的高品质纤维供给不足,功能化产品比例偏低。因此,兼具抗菌、阻燃等健康防护和舒适亲肤等高感性多功能纤维的研发,成为行业急需和国际竞争的焦点。

朱美芳还清晰地记得1989年1月,在她入职东华大学的第5天,就跟着当时的系主任陈彦模坐大卡车去了张家港涤纶厂,到企业找问题。这也是她从事纤维改性研究工作的起点。

“做接地气的科研”一直是朱美芳和团队成员的共同目标,也是流淌在她血液里的“学术基因”。哪里有问题,哪里就有研究课题;哪里有需求,哪里就有科研方向。这样的科研,她一做就是30年。在她看来,“这正是科研的魅力所在”。

为了解决实验室科研成果向企业转化难题,不知多少次,她和学生们索性睡在车间。开始进展不顺利,设备运转连续化差,经常断头,要停机调试。到后半夜工人师傅扛不住了,她就带着学生站到生产线上动手操作。“你们是大学生吗?这么肯做?”工人们惊讶地问。

十余年来,她带领团队在杂化材料设计制备及其高感性多功能纤维开发领域不断从实际需求中寻找问题、破解难题。

项目组先后承担了一系列国家、地方和企业任务,提出并发展了国际前沿的有机—无机杂化技术。他们基于功能导向与构效协同,将有机组分的可设计性和无机组分的功能性,通过两相界面调控完美结合,率先提出了聚酯、聚酰胺纤维全流程功能化杂化技术开发思路,并建立了多功能、高感性聚酯和聚酰胺纤维全链条技术开发体系,创立了三大技术发明点,形成了六大发明技术。

“要么上书架,要么上货架”

如何把纳米材料添加到高分子材料中,充分发挥其功能,这道题难住了不少研究者。团队“纺丝专家”胡泽旭表示,团队研究的是功能杂化聚合物加工理论和方法,目的是实现材料功能的协同叠加。添加量高,材料间影响增大,成型加工困难;量低,对纤维成型影响小。如何做到添加量小,但功能性保持和感性增强是关键。

朱美芳团队发明了溶胶原位聚合和原位氧化还原两项技术,制备出“低含量、高分散、高效能”的抗菌功能聚酯。此外,还研发了抗菌阻燃功能杂化材料一体化制备技术,并应用于万吨级短纤、长丝生产线上,制成率从90%提高到97%,成本降了三成。

项目整体技术在恒逸、德福伦等国内化纤龙头企业全面应用并实现产业化,30多类功能产品被广泛用于服饰家纺、交通运输、安全防护和国防军工等领域。

“我们做的东西要么上书架,要么上货架。”这是朱美芳的口头禅。团队校企合作骨干、上海德福伦化纤有限公司总经理杨卫忠说,“只要团队在小试线上做成的事情,我就能把它应用到德福伦产品中去。”技术团队带领企业应用项目技术成果开发了系列抗菌、阻燃等差别化纤维产品,打造了“不可或缺、不可超越、不可模仿”的德福伦纤维品牌。

30年来,朱美芳带着肯做肯干的团队将“杂化材料”概念植入纤维世界,通过创新合成方法和纳米复合技术,对有机、无机材料进行多尺度、多维度和多组分复合。让不同材料在纳米的微观世界中合而为一,变身为性能可控、功能更强的新材料。例如,水洗50次后,功能纤维及纺织品仍能保持优异的抗菌效果;可排汗、导湿的运动休闲面料,还能升级“加载”抗菌、阻燃功能……这样的“好衣服”将不同纤维织到一起,杂化纤维功能大增。

做项目研发不仅要创新,更要拿出“全流程解决方案”,这些都是团队青年教师摸爬滚打的共同体会。朱美芳表示,“我们要注重培育发明的思想。”未来,深空、深海、深地,包括深入人的身体,纤维都可以发挥它的作用。

“育人没有完成时”

“一位好老师会影响甚至改变学生的一生,育人没有完成时。”学生始终是朱美芳潜心开发的首要“材料”。她继承钱宝钧、方柏容、孙桐等老一辈东华材料人创立的学科文化和学科精神,因材施教、倾心育人。

除了教授,朱老师还有个“特别”的身份——本科生的博导班主任。她帮助低年级本科生制定合理的学术生涯规划,当学生遇到学习、科研、生活等方面的困惑时,为他们提供有针对性的引导和帮助;通过讲座、座谈、微信、邮件等与学生沟通,帮助他们清晰地了解专业人才的培养目标、学科动态和人才需求。

除了学业成绩,朱美芳还关注学生的人格健全和全面发展。哪怕工作再忙,她都会挤出时间和学生一起用餐、在办公室促膝畅谈,关心大家的家庭近况、兴趣爱好。

一位学生回忆入学时的情景:“除了辅导员,没想到最先认识的竟然是朱美芳院长。在第一次班会上,朱老师和蔼可亲,挨个询问我们的入校生活,用她的成长故事鼓励大家提早进课题组学习,对未来尽早规划。”

朱美芳办公室的门永远向学生敞开着。该校2015届毕业生邱天回忆,大三准备考研时,他鼓起勇气走进了朱老师的办公室。在说明来意后,朱老师欣然和他聊起了考研攻略——要“厚着脸皮”找资料,主动请教。性格内向的邱天被如此亲切的大教授“雷”到了。“朱老师最着急的就是学生不去找她,有问题、有想法自己闷在心里。”

多年来,朱美芳坚持给本科生上“第一堂课”和“最后一堂课”,帮助学生扣好学业和职业生涯的“第一粒扣子”。她给本科生上的第一堂课,主要是介绍材料学科的概况和国内外材料领域的发展趋势,激发学生的学习兴趣。而大四毕业前,她会给学生们讲材料制备方法学、国际材料前沿和材料行业情况,帮助他们实现从本科生到研究生或企业人的过渡。

“你不是一个人单干”

“你不是一个人单干。”新教师到东华大学材料学院报到,朱美芳的开场白往往是这句话。东华大学材料学院提出了“111”青年教师帮带模式,三个“1”分别指青年教师原来的学位导师、学院年长的教师和企业导师。新老教师一起商量如何“服水土”、补短板,以便更好地适应东华模式。

用“团结就是力量”来形容这支团队恐怕再贴切不过,既有“60后”“70后”“80后”梯队排布均衡之阵,又有“80后”勠力协作之势。“科技创新,英雄不问出处,更不能人云亦云、简单照搬。科研人才只有经过长期培养和积淀才能拥有揭榜挂帅的底气和能力。做研究要静下心来,坚持基础研究和问题导向相结合,把问题想得多一点,困难想得大一点。做好打持久战的准备,不断积累实战经验。”11月3日中午,刚刚走出人民大会堂颁奖现场的朱美芳激动地说。

孙宾、周哲是在团队工作时间最长、企业工作经历较丰富的骨干。自打进了东华,他们便跟着朱美芳去企业调研,后来自己带学生下车间。

从“科班”到“青椒”的相恒学从博士阶段起就跟随朱美芳做科研。他风趣地说,“自己的角色类似课题组的项目小组长”,需求、谈判、方案、结果……在他心里都有本“明白账”。 为跟进实验过程,简易版铺盖卷成了办公室的“流行装备”。有时候,一个月在企业要待上差不多20天。

自本科算起,“80后”成艳华进组已有十多年。从当年老师手把手地教,到如今在基础研究领域“单兵作战”, 她觉得能在这个团队中打拼很幸运。“深入工厂、查阅文献原版书籍、讨论到凌晨……大家都有明确的目标:解决国家重大战略问题,解决‘卡脖子’技术难题。一个人的贡献是有限的,朱老师喜欢把大家叫拢来,每个人都对解决问题发表自己的意见。这个过程其实是学习的良机,学习如何处理复杂问题的能力、如何和团队成员建立有效合作、如何保持良好竞争等。”

《中国科学报》 (2021-11-30 第8版 学人)
 
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