陳南梁：被航天人認可的紡織人

郝杰

提起陳南梁，業(yè)內(nèi)的人總會聯(lián)想到航天。作為東華大學的教授，陳南梁與祖國的航天事業(yè)結下了不解之緣。從助力“天宮一號”、“天宮二號”成功飛天的太陽能帆板“玻璃翅膀”，到研發(fā)北斗導航、“鵲橋”中繼衛(wèi)星的“星載天線金屬網(wǎng)”，再到致力于服務“天舟”貨運飛船，陳南梁領導的科研團隊一直堅守著紡織人的“初心”，接下了一個個航天項目，為國家重大戰(zhàn)略推進貢獻了紡織人的力量。

目前，航天器電池基板附著材料領域的研究技術已比較成熟，相關成果在我國航天領域的應用服務也進入了穩(wěn)定供給期，一次次飛天夢想的實現(xiàn)，不僅刷新著中國人的飛天高度，也在太空中記載了紡織高科技為解決航天難題所做的貢獻。如今，航天人遇到一些難題，都會想到東華大學教授陳南梁。

開啟產(chǎn)業(yè)用新領域

上世紀60年代，陳南梁出生在上海奉賢南橋。南橋古時曾叫“南梁”，父親給他起名“南梁”，希望孩子長大后能成為祖國的棟梁之才。

陳南梁從小就天資聰穎，一雙大眼睛很討人喜歡，全家人都寵著他?！靶r候，外婆不讓我出去玩，我把她的衣服咬了個洞。”如今已經(jīng)50余歲的陳南梁依然記得當時的情景。倔強好勝的陳南梁，既有兒童頑皮好動的個性，也顯露出沉著穩(wěn)重的氣質。家人的呵護，讓他在學業(yè)上很順利，上海市恢復重點高中后，作為奉賢中學的第一批畢業(yè)生，1980年他參加了高考。當時上海的父母大多不希望孩子到外地讀書，這樣畢業(yè)后能留在大城市工作。在父母的勸導之下，他以優(yōu)異的成績報考了華東紡織工學院（現(xiàn)東華大學），朦朦朧朧中進入了針織工程專業(yè)學習，從此踏入了針織行業(yè)。

上世紀80年代初，我國正處在改革開放起步階段，在紡織行業(yè)，國際各種先進的技術和設備不斷涌入國內(nèi)。正是在這樣的國情及行業(yè)背景下，陳南梁努力鉆研學科知識，從一無所知，到逐漸喜歡。陳南梁說：“那時產(chǎn)業(yè)正是需要知識和技術的時代，因此也給了我許多鍛煉、摸索、成長的機會。”1984年，他以優(yōu)異成績畢業(yè)并留校任教，此后又獲得該校紡織材料專業(yè)碩士、紡織工程專業(yè)博士學位，就這樣奠定了行業(yè)基礎。陳南梁曾到上海紡織控股投資發(fā)展部掛職鍛煉半年，那時上海紡織業(yè)正在進行體制變革，也在思考著中國紡織業(yè)未來的發(fā)展之路。陳南梁為此赴美國調研，令他驚奇的是，當時紡織業(yè)在美國是僅次于汽車業(yè)的第二大支柱產(chǎn)業(yè)，其應用最多的領域是汽車用、醫(yī)療衛(wèi)生用等產(chǎn)業(yè)用紡織品，“人造血管”、“火星車囊體”、“艙外宇航服”等竟然用的都是紡織材料。

陳南梁又去了當時作為歐洲人造血管研究基地的一家捷克研究所，回國后他走訪醫(yī)院、企業(yè)，卻發(fā)現(xiàn)當時市場根本沒有這個需求。后來，他又去了汽車業(yè)發(fā)達的德國，學習復合材料加工技術，當時德國紡織業(yè)為寶馬、奔馳汽車配套，產(chǎn)業(yè)用紡織材料加工技術頗為發(fā)達。

幾次出國的經(jīng)歷，讓陳南梁感觸頗深，產(chǎn)業(yè)用紡織品一定是未來中國紡織業(yè)結構調整的方向。可是90年代的中國，人們對產(chǎn)業(yè)用紡織品這個詞匯還很陌生，社會上根本不知道產(chǎn)業(yè)用紡織品為何物，陳南梁敏銳地看到了紡織業(yè)未來的發(fā)展方向，他決定從自己熟悉的針織專業(yè)和產(chǎn)品著手，研究開發(fā)多軸向經(jīng)編織物。

多軸向經(jīng)編技術在國際上從80年代開始出現(xiàn)，可以加工出立體織物替代傳統(tǒng)增強材料，廣泛應用于風電、軍事領域。1995年，陳南梁和他領導的團隊與德國利巴公司合作成立研發(fā)中心，對方無償提供原材料，東華大學負責理論研究。經(jīng)過三年的研究，雙軸向、多軸向經(jīng)編技術應用在國內(nèi)取得了重大突破。1998年，東華大學與海寧經(jīng)編企業(yè)合作，率先大批量引進和研發(fā)雙軸向經(jīng)編機及其產(chǎn)品。之后又與常州宏發(fā)復合材料有限公司合作引進并開發(fā)多軸向經(jīng)編機及產(chǎn)品，使我國成為世界上少數(shù)能生產(chǎn)多軸向經(jīng)編織物的國家。2003年開始，由我國自己生產(chǎn)的多軸向經(jīng)編增強材料廣泛應用于風電葉片領域，目前，世界近70%的風電葉片增強材料都由我國生產(chǎn)，是紡織業(yè)高利潤的領域之一?！岸噍S向經(jīng)編增強材料每年在風電葉片領域就有數(shù)十億的市場規(guī)模，這對紡織業(yè)很有意義。而且，我國完全掌握了生產(chǎn)玻纖和碳纖多軸向經(jīng)編機的先進技術并出口發(fā)達國家?！本瓦@樣，陳南梁和他的團隊開啟了產(chǎn)業(yè)用紡織品應用新領域。

紡織與航天器對接

風電葉片的成功讓陳南梁增強了拓展產(chǎn)業(yè)用紡織品應用領域的信心，他潛心研究玻璃纖維編織技術，并在國內(nèi)外相繼發(fā)表了多篇論文。機會總是青睞那些有準備的人，2004年，我國航天人開始了太空飛船的研制，作為提供飛行動力的關鍵設備，電源系統(tǒng)被譽為航天飛行器的“心臟”， 其中半剛性電池帆板我國還無法生產(chǎn)?！皬亩砹_斯進口這么一塊板要人民幣1億元，這個時候，航天人找到了我。”陳南梁所說的“找”，其實是航天專家通過各種渠道及上網(wǎng)搜索，發(fā)現(xiàn)有這么個人在研究玻璃纖維及紡織產(chǎn)品。

以往的航天器大多使用較重的金屬材質的全剛性電池帆板，而且不耐原子氧。因此，讓電池帆板“瘦身減重”，使“天宮一號”飛得更輕盈且長壽，這就是對低軌道衛(wèi)星電池帆板的要求，用玻璃纖維做“天宮一號”電池板的附著物是最好的選擇。

當拿到樣品的時候，陳南梁感覺很難。當時，一般國產(chǎn)玻璃纖維細度在20μm左右，完全不能經(jīng)編織造，況且織物密度非常高。陳南梁看到航天人渴求和期盼的目光，下決心攻克難關。他找到合作廠家，硬是靠螞蟻啃骨頭的毅力研制出超細、高強度、低延伸度、高柔軟性的特種玻璃纖維及其專用浸潤劑，并設計制造出專用整經(jīng)和經(jīng)編裝備，2006年拿出了產(chǎn)品。歷經(jīng)5年的高可靠性測試，2011年，“天宮一號”終于在太空展開了雙翼——新型太陽能電池帆板?！爱斣陔娨曋锌吹健鞂m一號發(fā)射成功，自己參與研制的新型太陽能帆板順利展開時，特別是解說員說到‘這次的太陽能帆板是用類似于漁網(wǎng)的新型材料制作的時，以前付出的萬般辛苦都化成了激動和自豪！”陳南梁激動地說。

今年4月2日8時15分左右，“天宮一號”飛行器圓滿完成飛行使命，墜入大氣層。在6年多超設計壽命時間內(nèi)，由陳南梁領銜團隊開發(fā)研制的“半剛性電池基板玻璃纖維網(wǎng)格”功不可沒，為“天宮一號”編織了提供能源動力的“美麗翅膀”。陳南梁深有感觸地說：“這是我們團隊服務國家重大戰(zhàn)略發(fā)展的起點，有著里程碑式的意義。”

“航天人有個特點，只要你做成功一次，人家就認為你什么都行?！标惸狭涸溨C地說道。事實上，“天宮一號”的成功讓航天人認可了陳南梁和他的團隊?！疤鞂m二號”、航天飛船、北斗衛(wèi)星的項目相繼而來。

2008年，陳南梁團隊又主持承擔了國家重大需求的大型星載可展開天線金屬網(wǎng)材料項目的研究。走進東華大學“產(chǎn)業(yè)用紡織品教育部工程研究中心”實驗室，有一把特別的傘，傘骨上鋪了一層薄薄的黃色金屬網(wǎng)，既不擋雨也不遮陽，但就是這“星載天線金屬網(wǎng)”在我國北斗導航、“鵲橋”號中繼衛(wèi)星、移動通訊衛(wèi)星等多個系列衛(wèi)星中發(fā)揮了至關重要作用，不僅開創(chuàng)了中國衛(wèi)星采用自主研發(fā)金屬網(wǎng)天線的歷史，還為柔性天線關鍵產(chǎn)品的國產(chǎn)化進程、在軌順利應用奠定了里程碑式的基礎。

以前的星載天線直徑大多只有1米多，由于采用鋼性材料，不可能做得很大，而衛(wèi)星與地面的通信愈發(fā)頻繁，小天線遠遠不能適應現(xiàn)實的需要。“人家美國的天線直徑做得很大，用傳統(tǒng)材料是不可能的。”反復試驗中，陳南梁團隊發(fā)現(xiàn)鍍金鉬絲能夠讓衛(wèi)星天線既輕便又性能穩(wěn)定。該材料具有高強度、低熱膨脹系數(shù)、不易斷、反射率高等特性，是用于制造空間可展開網(wǎng)狀天線反射體的絕佳“物選”。但要把它做成金屬網(wǎng)卻不簡單，既要強韌，受得住發(fā)射飛行外力“折騰”，還要柔軟可編，易在太空中收納展開。既然要“剛柔并濟”，就要用到陳南梁最擅長的經(jīng)編技術。

紡織通常是經(jīng)緯線十字交叉，而經(jīng)編則是像織毛衣一樣將紗線彎曲成圈相互穿套形成織物。在生產(chǎn)網(wǎng)眼織物時，與其他生產(chǎn)技術相比，經(jīng)編技術更實用。生產(chǎn)的網(wǎng)眼織物可以有不同的大小和形狀，并且不需要經(jīng)過任何特殊整理，單靠自身結構就能使織物形狀穩(wěn)定、牢固。這對于在太空惡劣環(huán)境下“生存”的衛(wèi)星來說是再好不過的了。

經(jīng)過長期不懈的科研攻關，陳南梁團隊采用極細金屬絲合股及經(jīng)編技術，實現(xiàn)了把只有頭發(fā)絲四分之一細的極細鍍金鉬絲纖維合股加捻的技術突破，還創(chuàng)新設計制造出專用的并線、整經(jīng)和經(jīng)編設備及全套生產(chǎn)工藝。據(jù)介紹，這一系列的技術和工藝突破，不僅順利實現(xiàn)了衛(wèi)星天線金屬網(wǎng)“剛柔并濟”，同時還讓這把“大傘”的重量較前減少了90%以上，更便于攜帶和做大尺寸，北斗導航衛(wèi)星、移動通訊衛(wèi)星、“鵲橋”號中繼衛(wèi)星的大功率通訊都得益于此。經(jīng)過陳南梁團隊的不懈努力，一張織出來的小小金屬網(wǎng)就能大大地助力中國航天事業(yè)的發(fā)展。

贏得航天人信任最重要

當人們津津樂道航天器遨游太空的時候，一般人很難想象背后科技工作者的付出。多年來，陳南梁從沒有停止過奔波的腳步，他出現(xiàn)在實驗室，出現(xiàn)在課堂，也出現(xiàn)在工廠車間。很多時候，創(chuàng)新都是摸著石頭過河，用他們自己的話說，“失敗是再正常不過的事了”。有一次，國家航天有關部門第二天就要來驗收樣品了，而前一天，由于鉬絲太細，肉眼很難察覺，擋車工在操作時一不小心把絲線弄斷了。這可急壞了陳南梁，于是他的團隊全體上陣，通宵趕工，終于，樣品在驗收開始前一個小時，擺在了驗收代表面前。那一時刻讓陳南梁深感自豪，前面的辛苦終于沒有白費，“我興奮得整個晚上都睡不著覺?！标惸狭夯貞浾f。

自那以后，北斗星載天線金屬網(wǎng)相關難題被攻克了，移動通訊衛(wèi)星的“大單”也隨之而來，研發(fā)衛(wèi)星天線金屬網(wǎng)開啟了規(guī)模化生產(chǎn)的進程。目前課題組已建成了國內(nèi)唯一一個年產(chǎn)值達2億多元人民幣的金屬網(wǎng)生產(chǎn)車間。

在談及多年與航天人打交道的體會時，陳南梁認為，“一個人的發(fā)展30%是靠專業(yè)知識的積累，70%要靠人際關系。”他解釋道，人際關系不是投機取巧，而是要學會建立互相信任的關系。這就要求教師教書育人時，要教學生如何做人，如何與人合作。與航天人合作最大的體會就是除了過硬的專業(yè)知識和廣闊的閱歷，還要建立起誠信關系。做出了承諾就要百分之百地去努力實現(xiàn)，讓航天人信任你至關重要。在近期的一次航天技術交流會上，一位曾經(jīng)的合作伙伴、現(xiàn)在是登月項目的負責人向在座各位介紹說“陳教授是我們信賴的合作伙伴”，這句話讓陳南梁感到無比自豪。

陳南梁的背后是一個個能打硬仗的團隊，有教師、博士生、碩士生，還有企業(yè)外聘技術人員?！绊椖慷加身椖拷M完成，我只是負責對外聯(lián)絡?！标惸狭褐t遜地說。近期，陳南梁科研團隊正在緊鑼密鼓地進行“低PIM金屬網(wǎng)天線”、“充氣式球型天線”、“對流層、平流層”飛艇囊體材料、“零膨脹系數(shù)膜結構材料”等航天項目的研發(fā)工作。

除了航天，在陳南梁眼里，生物醫(yī)學領域也是座大金礦，他率領著科研人員正在生物醫(yī)用紡織品領域進行著深入的研究，“可降解縫合線”、“人體內(nèi)補片材料”、“人體神經(jīng)再生導管”、“人工韌帶”、“人造血管”等已經(jīng)有所突破，一些項目成果有望進入臨床應用。

在行業(yè)科研的道路上，陳南梁耕耘了30多年，收獲頗豐，今年10月，他又獲得了“2018中國紡織學術大獎”。這些成就讓他聲名鵲起，也讓他更加忙碌。陳南梁深有體會地說：“我們必須虛心進取，要做的事太多了，我們的原材料和國際先進水平相比還有差距。但只要我們看準技術前景，持續(xù)深入地做下去，終究會有突破?！?/p>