2月23日,《西安日報》報道了我校張美云教授30年刻苦攻關(guān),研發(fā)用于飛機制造的神奇“紙張”,打破國際壟斷的新聞,全文轉(zhuǎn)載如下:
當代蔡倫張美云:研發(fā)神奇“紙張”用于飛機制造
30年刻苦攻關(guān) 打破國際壟斷
記者 張瀟
“非常榮幸,教育部第一次選拔全國黃大年式教師團隊,我們團隊就入選了。這是對我們團隊奮斗精神、愛國情懷的肯定?!睆埫涝平淌谧蛉諏τ浾哒f。
在前不久公布的首批“全國高校黃大年式教師團隊”中,陜西科技大學(xué)張美云教授領(lǐng)銜的高性能纖維紙基功能材料教師團隊成功入選。此前,張美云教授主持的創(chuàng)新性研究成果“高性能纖維紙基功能材料制備共性關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”榮獲2017年國家科學(xué)技術(shù)進步二等獎。
神奇的紙基材料用在飛機和高速列車上
“我覺得能夠入選黃大年式教師團隊,大概是因為我們團隊幾十年如一日默默無聞只做一件事情吧。我是文革后恢復(fù)高考的第一批大學(xué)生,即77級。工作后參加的第一個科研項目,就是用芳綸纖維制造先進的紙基絕緣材料。沒想到,這一干就是幾十年。”溫婉、美麗的張美云教授是陜西科技大學(xué)原副校長、制漿造紙工程學(xué)科帶頭人,除此之外,她還有很多頭銜:中國造紙學(xué)會副理事長、全國優(yōu)秀科技工作者、全國優(yōu)秀教師、我國特種紙領(lǐng)域著名專家和領(lǐng)軍人才等。
特種紙?紙基材料?這些聽上去陌生的專業(yè)名詞到底是什么意思呢?張美云解釋說:“紙基材料就是以紙為基礎(chǔ),與其他材料經(jīng)過復(fù)合加工出來的一類材料。前面加了高性能三個字,是指這類紙基材料性能非常優(yōu)異。比如說高強度、高模量、高耐熱性、優(yōu)異的絕緣性能等,可以用于絕緣、耐熱、吸附、過濾、耐磨等領(lǐng)域?!?高性能紙基功能材料,作為一種具有特定性能和用途、高附加值的功能材料,越來越成為關(guān)注的焦點。
高性能纖維紙基功能材料與較普通的紙質(zhì)材料相比具有哪些優(yōu)勢?其未來的發(fā)展趨勢如何?據(jù)張教授介紹,植物纖維是造紙的主要原料,具有生物可降解、可循環(huán)再生的特點。然而,普通植物纖維紙張強度較低,纖維本身易吸濕潤脹,紙頁尺寸穩(wěn)定性較差,紙張易燃、耐溫性差。這些缺陷,使得植物纖維紙張無法滿足某些特殊功能需求。
以高性能纖維為原料,借助現(xiàn)代造紙技術(shù)和高溫?zé)釅撼尚凸に囍苽涞木哂刑囟ㄐ阅芎陀猛?、附加值高的薄張片狀?fù)合材料,不僅具備了高性能纖維優(yōu)異的力學(xué)性能及出色的耐溫性,而且以紙張作為復(fù)合材料的基體又賦予其比重輕、比強度高、比剛度大、耐高溫、可設(shè)計性與加工性靈活等優(yōu)點,是電工絕緣、軌道交通、機電裝備、風(fēng)力發(fā)電、國防軍工、航空航天等領(lǐng)域具有一定戰(zhàn)略意義的結(jié)構(gòu)與功能材料。
那么,這樣的高性能紙基材料在生活中有哪些應(yīng)用呢?張教授笑著說:生活中的應(yīng)用并不是我們研究的重點,主要是工業(yè)上的應(yīng)用,比如具有絕緣性能的紙基材料。說到紙,一般人就會覺得它比較脆弱,那么應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域的紙基材料也是如此嗎?張教授解釋說:人們腦中的紙概念是我們生活中能夠接觸到的紙,比如打印紙、書寫紙、生活用紙等,一般都是用植物纖維做的。如果用具有絕緣、隔熱、高強度的合成纖維通過造紙的方法造成材料,它的性能就不一般了,而這一直以來都是世界難題。
張教授進一步解釋說:“像普通紙一樣,紙基材料的優(yōu)異性就在于高強輕質(zhì)。你看飛機和高鐵,減輕自重才有利于速度提升,意味著能耗也會降低,能帶來一系列的好處。所以,飛機中很多材料都是用‘紙’做的。紙基材料輕,并不意味著它的強度就低,芳綸紙基材料比鋼的強度還要大5到6倍?!?/font>
用不適合的原料制造出多功能“紙張”
目前,張教授團隊的多項核心技術(shù)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,如應(yīng)用于高速列車、航空航天等領(lǐng)域的耐高溫芳綸絕緣紙、輕質(zhì)高強芳綸蜂窩芯紙等。
張教授解釋說:“這種紙首先是國外做出來的,質(zhì)量最好的是美國杜邦公司,長期壟斷全球市場。所以從經(jīng)濟和戰(zhàn)略上考慮,必須實現(xiàn)國產(chǎn)化,我們中國不能長期受制于人。”
從1984年第一次接觸到該材料,到2004年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,直到2007年產(chǎn)品逐漸被市場所接受,這條路,張教授和她的團隊用了超過30年的時間。張美云教授說:“高性能纖維紙基材料制造技術(shù)是世界公認的難題,這項成果的價值在于,我們用性能優(yōu)異但并不適合造紙的原料,通過現(xiàn)代造紙方法,制造出多種功能的‘紙張’,并成功應(yīng)用,得到市場肯定?!?/font>
談到未來的團隊方向,張教授說,高性能纖維紙基功能材料是我國傳統(tǒng)造紙工業(yè)轉(zhuǎn)型的重要發(fā)展方向,該項目的實施為我國航空航天、軌道交通等國家重大工程提供了基礎(chǔ)材料保障,對造紙行業(yè)技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級有積極推動作用?!拔覀儓F隊經(jīng)過這么多年的研究,已經(jīng)聚焦于這一領(lǐng)域。未來我們團隊將繼續(xù)緊密圍繞國家重大需求,開展基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā),加強產(chǎn)學(xué)研結(jié)合與國際合作,實現(xiàn)高端領(lǐng)域用紙基復(fù)合材料國產(chǎn)化,加快替代進口并參與國際競爭。我們將繼續(xù)致力于科技創(chuàng)新,產(chǎn)學(xué)研并舉,為推進我國高性能纖維紙基功能材料國產(chǎn)化,促進輕工新材料輕量化、高性能化和綠色安全化不懈努力!”
優(yōu)秀科研團隊成果豐碩
張美云的團隊能夠入選首批“全國高校黃大年式教師團隊”,和她扎根西部、愛崗敬業(yè)、長期堅守在教學(xué)科研第一線的優(yōu)秀品質(zhì)分不開。
據(jù)介紹,張美云團隊高度重視人才隊伍建設(shè)與青年教師培養(yǎng),打造了一支年齡和知識結(jié)構(gòu)合理、敬業(yè)和開拓精神強、教學(xué)科研水平較高的行業(yè)知名團隊。團隊時刻秉承學(xué)科優(yōu)良傳統(tǒng),注重團結(jié)合作,把團隊人才培養(yǎng)和梯隊建設(shè)放在首位,積極關(guān)心青年教師的成長。先后把8名青年教師送到國外大學(xué)進修與培養(yǎng),為青年教師成才創(chuàng)造機會。培養(yǎng)了一大批中青年教師,在教學(xué)科研等工作中發(fā)揮重要作用,其中4人破格晉升副教授,3人破格晉升教授,3人走上學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)崗位,4人在學(xué)校青年教師講課比賽中獲一、二、三等獎,8人主持國家自然科學(xué)基金項目,10人主持省科技計劃項目,所有青年教師都至少主講1門課程,3人分別獲得了陜西省科技新星和中國造紙蔡倫青年科技獎。在人才引進方面,先后引進了浙江大學(xué)、四川大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等國內(nèi)知名高校高分子、材料學(xué)專業(yè)的高水平博士生,實行“以老帶新、專業(yè)互補、學(xué)科交叉”的運作模式,為團隊的可持續(xù)發(fā)展注入新動能。
(編輯:劉倩)