小小碳纖維撐起大國重器

一代人有一代人的奮斗，一個時代有一個時代的擔當。從創(chuàng)建新中國第一個“化學纖維”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助力導彈飛天的潘鼎教授，再到科研攻關國產(chǎn)高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)化的陳惠芳研究員，三代東華人“專研”碳纖維，接力科研攻關，傳承教育初心，勇攀科技高峰，撐起國之重器，為中國從“纖維大國”走向“纖維強國”貢獻力量，把愛國之情、報國之志融入新時代中國特色社會主義的偉大事業(yè)之中。

創(chuàng)辦中國第一個化纖專業(yè)為中國纖維事業(yè)奉獻一生

解放初期，我國的紡織工業(yè)原料主要依靠天然纖維的棉、毛、麻、絲，遠遠不能滿足億萬人民穿衣的需要，出路何在？我國著名纖維科學家、教育家錢寶鈞先生敏銳地意識到當務之急是發(fā)展化學纖維工業(yè)。為此，在1950年全國化工會議上錢寶鈞毅然提出了發(fā)展國內(nèi)化學纖維工業(yè)的主張。他還意識到，要發(fā)展化纖工業(yè)，必須教育領先。為此，他于1954年與化纖專家方柏容教授聯(lián)名上書紡織工業(yè)部，建議在華東紡織工學院創(chuàng)辦第一個化纖專業(yè)，當年獲批并招收培養(yǎng)一批化纖人才，極大地緩解了我國化纖人才短缺問題。

錢先生在二十世紀五十年代初開創(chuàng)了我國以棉絨為原料的粘膠纖維研究，曾解決我國第一家萬噸級粘膠簾子線廠工藝技術上的不少難題；并在華東紡織工學院籌建化學纖維及高分子專業(yè)，建立了化學纖維研究所及實驗工廠，使之成為我國最早的培養(yǎng)從事化纖研究以及從事化纖工業(yè)的高層次人才的教學和科研基地。在科研工作中，錢寶鈞總是迎難而上，沒有儀器就靠著手頭簡陋的工具自制，經(jīng)費不足就省吃儉用自費研究。他親自動手，與機械師傅一起，把一個個零部件制造出來，遇到電氣自動化裝置上的難題，就把自己的家人叫到實驗室來，一起裝配，反復試驗；沒有經(jīng)費，就自己花錢購買原材料。經(jīng)過了多少個日日夜夜不斷改進，終于在1976年研制成功第一臺纖維熱機械分析儀。當時，他已是七十高齡，步入古稀之年了。這臺儀器，對“化學纖維成形工藝理論和纖維結構性能”的研究，特別是在“碳纖維原絲結構對碳纖維結構性能的研究”進程中發(fā)揮了不可或缺的作用。1989年美國著名碳纖維專家Defumdoph教授來校講學，看到了這臺儀器，十分驚訝，連連稱贊說：“我的碳纖維研究工作正需要這臺儀器呢。從這臺儀器的研制成功，就可以看出你們在碳纖維研究方面有著相當高的水平了?！比缃窭w維熱機械分析儀已成為研究纖維內(nèi)在結構性能的一個重要檢測儀器。

年齡并沒有阻止錢老向著科技高峰邁進的步伐，在步入八十高齡之時，他又不畏艱難開始了纖維大分子纏結理論研究，這是當時國際領先的科研項目。錢老對高分子的纏結理論提出了新的論據(jù)，并帶領學生在自制的儀器設備上得到驗證，使大分子纏結研究成果達到國際先進水平，為我國紡織纖維科學研究和教育的發(fā)展作出了突出的貢獻。他堅定地走產(chǎn)、學、研的道路，獲得國家教委、科委、紡織部、上海市多次獎勵，獲首屆中國工程院“光華獎”，全國科技大會二等獎。他創(chuàng)辦的化學纖維研究所被國家科委評為“科技工作先進集體”。

正是這份堅持與對化纖事業(yè)不眠不休的熱愛才成就了一代大師。也正是這份堅持，中國崛起中的化纖事業(yè)才不至夭折，并在之后迅猛突進，躋身先進行列。“中國化纖事業(yè)無不滲透著錢老的心血，正是錢老在困難時期仍不忘初心的堅持下，才有了中國化纖的今天?！卞X寶鈞學生、東華大學材料學院王依民老師回憶恩師說道：“我們要傳承學習錢老的精神，不因一點挫折而放棄手頭的科學研究，要勇于向困難發(fā)出挑戰(zhàn)，開創(chuàng)一個屬于中國化纖的明天！”

錢先生學識淵博而治學嚴謹，誨人不倦而提攜后學，為國家在化纖科技界和工業(yè)界培養(yǎng)造就了一批又一批英才。他為人師表而無私奉獻，曾捐款設五愛（愛祖國、愛人民、愛科學、愛勞動、愛社會主義）獎學金，將畢生積蓄捐作學校的科研教學獎勵基金。

一輩子“專研”碳纖維為洲際導彈編織“防護服”

“國家興亡匹夫有責，做研究就應解決關鍵技術，服務國計民生?！边@是潘鼎教授經(jīng)常掛在嘴邊的話，師從我國著名化學纖維學科奠基人錢寶鈞教授，改革開放恢復招收研究生后的第一屆碩士生潘鼎從恩師手中接過科研報國的接力棒，用畢生的精力專注碳纖維一件事。

上世紀80年代，我國頭號戰(zhàn)略武器洲際導彈面臨最后兩項久攻不克的技術難題。其中一個“攔路虎”就是航天級高純粘膠基碳纖維。作為洲際導彈彈頭防熱層關鍵材料，航天級高純粘膠基碳纖維好比導彈的“防護服”，它可保護導彈免受高溫“傷害”，是火箭、導彈等戰(zhàn)略武器的“新衣”，原料要求極高、制備技術極難，當時只有美、俄兩個超級大國擁有，且對我國實行嚴密禁運、技術封鎖。

難關攻克不下，導彈就上不了天！在各方攻關始終未能成功的巨大壓力下，潘鼎教授毅然決定勇挑重擔，帶領課題組向“卡脖子技術”發(fā)起沖擊，改用新的碳絲路線來研制產(chǎn)品。說起當年的困難，我校碳纖維項目組現(xiàn)學術帶頭人、2017年度國家科技進步獎一等獎獲得者陳惠芳仍深有感觸：“當年我們課題組可以說是‘三無：一無研究資料和基礎，二無場地，三無任何可以借鑒的經(jīng)驗哪怕是失敗的經(jīng)驗。當時大家就在潘老師的帶領下，一切從零開始，為了解決國家難題奮力一搏。”陳惠芳老師回憶道，為了早日研制出國家急需的碳纖維產(chǎn)品，潘鼎教授經(jīng)常通宵達旦地撲在生產(chǎn)一線，無論寒暑，不畏苦累，把車間當成家，困了就在鋼平臺上躺一會兒，有時甚至只睡兩個小時就又投入到工作中。沒有場地，課題組就借用一個大集體廠的廢棄廠房，不管嚴寒酷暑，潘老師每天都要乘坐四個小時長途汽車到松江進行試驗。學校的實驗室面積不夠，連洗手間都征用了……在如此艱苦的科研條件下苦戰(zhàn)多年，潘鼎教授領銜的科研團隊總算不辱使命，成功研制了集美、俄兩國同類產(chǎn)品性能所長的航天級高純粘膠基碳纖維，為戰(zhàn)略武器飛天提供了關鍵性的技術支持。這項科研成果獲得了2001年中國高校十大科技進展殊榮，2002年國家教育部提名國家科技進步一等獎，2003年國家科技進步二等獎。該項目還得到了國務院、中央軍委頒發(fā)的表彰嘉獎，及國防科工委、國家航天局主要領導的多次鼓勵和表揚。

潘教授此舉不僅填補了國內(nèi)空白，讓我國由此成為世界上第三個掌握航天級高純粘膠基碳纖維研制技術的國家，也為我國國防現(xiàn)代化的升級換代及捍衛(wèi)國民經(jīng)濟現(xiàn)代化成果作出了貢獻。

項目成功了，潘教授的身體卻敲響了警鐘，心臟多次進行手術，在2008年上海市慶祝教師節(jié)主題晚會上，主持人問及潘教授這樣的付出是否值得？潘鼎教授給出了一個響亮的回答：“這是國家的需要！這也是我對國家的承諾！我一生只做一件事，那就是國防尖端關鍵材料的研制。當年我為振興中華而讀書，今天我為中國之崛起而奮斗！”

2019年3月2日，潘鼎教授永遠地離開了我們，但是他科學報國、無私奉獻的精神將伴隨著那響亮的話語在一代代東華材料人中傳承下去。

科研接力丹心鑄“絲”誓要讓中國碳纖維更“強”

碳纖維作為撐起大國重器的小材料，潘鼎教授用它為導彈編織“防護服”，陳惠芳研究員從潘老手上接過接力棒，立足新征程使命，把科研方向瞄準國產(chǎn)碳纖維的產(chǎn)業(yè)化！她說：“要讓中國高性能碳纖維更‘強?！?/p>

談及這份執(zhí)著，陳惠芳告訴記者，高性能碳纖維是個好東西，但是碳纖維研發(fā)投入高、周期長，核心技術又長期被日、美等國嚴密封鎖，我國碳纖維市場長期處于進口產(chǎn)品壟斷狀態(tài)，高昂的進口價格和嚴苛的技術封鎖嚴重制約著我國碳纖維的發(fā)展。高性能碳纖維的研發(fā)能力如何，直接關系到國與國之間的競爭實力?！拔揖筒幌嘈旁壑袊嗽觳怀龈哔|(zhì)量的高性能碳纖維！”懷著樸素的愛國情懷，陳惠芳憑著一股勁兒，全身心投入到高性能碳纖維的研究事業(yè)中。

陳惠芳帶著自己的科研團隊迎難而上，幾十年如一日，滿腔熱情地投入到高性能碳纖維的自主研發(fā)上去。功夫不負有心人，陳惠芳科研團隊聯(lián)合中復神鷹碳纖維有限責任公司通過不斷摸索、反復實驗，終于突破了制備高性能碳纖維的先進技術——干噴濕紡。

干噴濕紡工藝被認為是碳纖維生產(chǎn)的主流工藝，但也是碳纖維行業(yè)公認的難以突破的紡絲技術，目前在國際上僅有日本的個別公司掌握這一工藝。這一關鍵技術的突破使得紡絲速度可以達到400m/min以上，紡絲速度是傳統(tǒng)濕法紡絲的5倍，同時還開發(fā)出干噴濕紡原絲快速預氧化技術，有效縮短了預氧化時間，大大提高了生產(chǎn)效率。干噴濕紡關鍵技術突破后，開發(fā)了均質(zhì)聚合系統(tǒng)、高效環(huán)保脫單、穩(wěn)定干噴濕紡、節(jié)能預氧化的成套技術，最終我國首個采用干噴濕紡工藝的千噸級碳纖維生產(chǎn)線正式投產(chǎn)，技術達到國內(nèi)領先水平，制備出的碳纖維產(chǎn)品性能與國際同類產(chǎn)品相當。如今，隨著技術的不斷革新改進，該條生產(chǎn)線每年能生產(chǎn)近5000噸原絲和2000噸碳絲，產(chǎn)品實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化并批量供應市場，打破了國外高性能碳纖維企業(yè)在中國市場的長期壟斷，該項目榮獲2017年度國家科技進步一等獎。

科學研究是一個不斷攀登高峰的過程，陳惠芳表示，高性能碳纖維要實現(xiàn)完全自主國產(chǎn)化依舊需要不斷地技術攻關，未來高性能碳纖維在大飛機、新能源汽車等領域都有著很大的應用前景，如今她的碳纖維團隊中又補充了不少新鮮血液，千鈞系于一絲，一代代東華人對于高性能碳纖維的研究永遠不會止步，他們將用畢生精力為中國“纖維強國夢”貢獻力量。