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有一種神奇纖維，只有頭發(fā)絲的十分之一細(xì)，纖維束強(qiáng)度卻是鋼的4~5倍；在2000℃以上的高溫環(huán)境中，別的纖維也許早已化為灰燼，它卻紋絲不動；它的研制，不僅曾助洲際導(dǎo)彈成功飛天，如今更在新材料領(lǐng)域刮起一股革命旋風(fēng)，用它來造大飛機(jī)、汽車、輪船，能大幅減重提速；用它來做高爾夫球棒、羽毛球拍，輕且耐用……它，就是被譽(yù)為“黑色黃金”的碳纖維。在東華大學(xué)校園里,就有一位與碳纖維打了一輩子交道的專家,他就是材料科學(xué)與工程學(xué)院的潘鼎教授。
攻堅(jiān)克難：助導(dǎo)彈一飛沖天
在國家有關(guān)部門的支持下，潘鼎教授領(lǐng)銜的碳纖維項(xiàng)目組臨危受命，最終成功研制了集美、俄兩國同類產(chǎn)品性能所長的航天級高純粘膠基碳纖維。
潘鼎教授早在40多年前就與碳纖維結(jié)下了不解之緣。1978年，他考入華東紡織工學(xué)院（東華大學(xué)前身）。正是從那時(shí)起，在恩師、中國化學(xué)纖維之父錢寶鈞教授的指點(diǎn)下，他開始潛心專攻碳纖維的理論及產(chǎn)業(yè)化問題。
潘教授回憶到，上世紀(jì)80年代，我國頭號戰(zhàn)略武器洲際導(dǎo)彈面臨最后兩項(xiàng)久攻不克的技術(shù)難題。其中一個(gè)“攔路虎”就是航天級高純粘膠基碳纖維。作為洲際導(dǎo)彈彈頭防熱層關(guān)鍵材料，航天級高純粘膠基碳纖維的性能、品質(zhì)直接關(guān)系到導(dǎo)彈飛行的質(zhì)量及成敗。因其原料要求極高、制備技術(shù)極難，當(dāng)時(shí)只有美、俄兩個(gè)超級大國擁有，且對我國實(shí)行嚴(yán)密禁運(yùn)、技術(shù)封鎖。難關(guān)攻不下，導(dǎo)彈上不了天！
在國家有關(guān)部門的支持下，潘鼎教授領(lǐng)銜的碳纖維項(xiàng)目組臨危受命，采用國外否定、國內(nèi)僅有的棉漿基纖維素為原料，先后攻克了“原絲、工藝、強(qiáng)度、排廢”等難關(guān)，苦戰(zhàn)4年，在碳纖維生產(chǎn)的基礎(chǔ)理論、工藝技術(shù)和制備等方面獲得了系列突破，在軟硬件技術(shù)上獲得了大量原創(chuàng)性成果，最終成功研制了集美、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(guān)鍵性的技術(shù)支持。
潘教授此舉不僅填補(bǔ)了國內(nèi)空白，讓我國由此成為世界上第三個(gè)掌握航天級高純粘膠基碳纖維研制技術(shù)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(jì)現(xiàn)代化成果作出了貢獻(xiàn)。10余年來，潘鼎教授團(tuán)隊(duì)配合國家戰(zhàn)略任務(wù)，為現(xiàn)役及后續(xù)的各類型號導(dǎo)彈持續(xù)穩(wěn)定地提供著保質(zhì)、保量的碳纖維產(chǎn)品，得到了相關(guān)航天部門及軍代表的充分肯定，獲得國家科技進(jìn)步獎等多項(xiàng)獎勵。
敢為人先：推產(chǎn)業(yè)換代升級
如果說粘膠基碳纖維的“橫空出世”，展現(xiàn)了東華大學(xué)在高性能纖維研究領(lǐng)域“敢為人先”的魄力與膽識，那么，聚丙烯腈基碳纖維的持續(xù)攻關(guān)，則體現(xiàn)了潘鼎教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在致力于新材料產(chǎn)業(yè)“換代升級”變革過程中“追求卓越”的決心與毅力。
和粘膠基碳纖維相比，聚丙烯腈基碳纖維也用于國防軍工，但其涉及的民用領(lǐng)域更廣泛，不僅飛機(jī)、汽車等交通工具可用，建材、醫(yī)療器械、體育用品等方面也大有可為。拿飛機(jī)來說，以前多用的是鋁合金耗材，有疲勞極限，換用聚丙烯腈基碳纖維材料，不僅機(jī)身更輕，飛得更快，更重要的是，強(qiáng)度得以加強(qiáng)，斷裂幾率大為降低，安全系數(shù)也得到很大提高，在能耗及環(huán)境污染方面，也創(chuàng)造了突出效益。
目前，國內(nèi)最大的民用碳纖維生產(chǎn)企業(yè)是位于江蘇連云港的鷹游集團(tuán)中復(fù)神鷹碳纖維有限公司。該公司創(chuàng)造了國內(nèi)碳纖維領(lǐng)域的多個(gè)“第一”：第一個(gè)實(shí)現(xiàn)千噸T300碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，第一個(gè)實(shí)現(xiàn)干噴濕紡T700碳纖維的技術(shù)突破，2011年全國碳纖維產(chǎn)量近1500噸，神鷹的碳纖維銷售量已達(dá)1000噸……在這些光環(huán)的背后，是潘鼎教授帶領(lǐng)的東華大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)對鷹游集團(tuán)的鼎力相助。對此，該公司董事長張國良深有感觸。
2005年，中復(fù)神鷹公司剛起步，張國良走訪了國內(nèi)幾乎所有的碳纖維研究專家，因?yàn)榧夹g(shù)上很難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，只有潘鼎等少數(shù)專家支持他。張國良還清楚地記得，那年9月29日到10月2日，潘教授連著5天給自己及原先從事紡機(jī)制造行業(yè)的團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)地上了碳纖維的第一課，從丙烯腈單體到碳纖維亂層石墨結(jié)構(gòu)，從原絲、碳化生產(chǎn)線到飛機(jī)、導(dǎo)彈、汽車、自行車等碳纖維復(fù)合材料的開發(fā)，潘教授深刻、詳細(xì)的介紹，引發(fā)了張國良及企業(yè)人員對碳纖維的濃厚興趣。校企間的緊密合作與協(xié)同創(chuàng)新由此開始而“一發(fā)不可收”。
在潘鼎教授的領(lǐng)銜下，東華大學(xué)材料學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)依托材料學(xué)國家重點(diǎn)學(xué)科、上海市十大重中之重學(xué)科、纖維材料改性國家重點(diǎn)試驗(yàn)等國家級科研基地優(yōu)勢，將在一系列國家及省市973等重大基礎(chǔ)理論項(xiàng)目研究中獲得的成果“全過程缺陷產(chǎn)生及消除”等理論、國內(nèi)外高性能碳纖維制造關(guān)鍵單元化及集成化技術(shù)介紹到企業(yè)，在多項(xiàng)江蘇省成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目中，共同申報(bào)及承擔(dān)科研任務(wù)，為中復(fù)神鷹碳纖維通用級產(chǎn)業(yè)化及高強(qiáng)高模型碳纖維的制造持續(xù)提供了強(qiáng)有力的科技支撐。
從2009年起，東華大學(xué)—中復(fù)神鷹碳纖維工程技術(shù)中心、東華大學(xué)—中復(fù)神鷹碳纖維工程研究中心、東華大學(xué)材料科學(xué)與工程博士后流動站科研基地、鷹游集團(tuán)碳纖維博士后科研工作站科研基地等協(xié)同創(chuàng)新平臺陸續(xù)成立，提升著企業(yè)的研發(fā)實(shí)力，更為推進(jìn)碳纖維產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提供了堅(jiān)實(shí)的保障。談起未來發(fā)展，張國良充滿信心地說：“如今,我們已實(shí)現(xiàn)碳纖維系列生產(chǎn)設(shè)備和多條生產(chǎn)線的自我設(shè)計(jì)、自我制造、自我安裝、自我調(diào)試，基本打破了國外先進(jìn)國家對我國關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備的嚴(yán)密封鎖，并且建設(shè)中的萬噸碳纖維生產(chǎn)基地已具備規(guī)模。預(yù)計(jì)到2015年，國內(nèi)碳纖維產(chǎn)能需求將達(dá)1.2萬噸，盡早改變我國碳纖維生產(chǎn)的落后局面、趕上及超過世界先進(jìn)水平已經(jīng)指日可待了。有與東華大學(xué)的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、緊密合作，我們中復(fù)神鷹有信心、有能力助推中國碳纖維產(chǎn)業(yè)化之夢！”
執(zhí)著探索：為國為民矢志不渝
潘鼎教授說：“國家興亡匹夫有責(zé)，做研究就應(yīng)解決關(guān)鍵技術(shù)，服務(wù)國計(jì)民生，這就是支撐我和同事們走到今天的力量源泉。”
從投身碳纖維事業(yè)算起來，年近古稀的潘鼎教授迄今已跟這個(gè)纖維界的“黑色大腕”打了近半個(gè)世紀(jì)的交道。為了早日研制出國家急需的碳纖維產(chǎn)品，他和項(xiàng)目組的老師們經(jīng)常通宵達(dá)旦地?fù)湓谏a(chǎn)一線，無論寒暑，不畏苦累，把車間當(dāng)成家，困了就在鋼平臺上躺一會兒，餓了就隨便吃點(diǎn)東西。潘教授坦言，研究中也曾有過被千斤重?fù)?dān)壓得喘不過氣來的時(shí)候，壓力大到幾乎承受不住，但終于憑借執(zhí)著的信念撐過來了。“國家興亡匹夫有責(zé)，做研究就應(yīng)解決關(guān)鍵技術(shù)，服務(wù)國計(jì)民生，這大概就是支撐我和同事們走到今天的力量源泉吧！”潘教授如是說。
采訪中，記者還了解到，潘教授他們在碳纖維研究中既重視技術(shù)與工藝的創(chuàng)新，與企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新，又注重基礎(chǔ)研究，“說白了，就是既要弄清楚原理，知道‘為什么’，又要搞明白方法，曉得‘怎么做’、‘怎么產(chǎn)業(yè)化’。”
跟潘教授有著同樣觀點(diǎn)的，還有國家“973”項(xiàng)目首席科學(xué)家、東華大學(xué)纖維材料改性國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任余木火教授，他目前正牽頭負(fù)責(zé)《高性能芳綸纖維制備過程中的關(guān)鍵科學(xué)問題》這一國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目。據(jù)他介紹，東華大學(xué)不僅在粘膠基碳纖維、聚丙烯腈基碳纖維等的國產(chǎn)化與穩(wěn)定生產(chǎn)上取得成效，在高溫陶瓷纖維、超高強(qiáng)有機(jī)高性能纖維等新型高性能纖維的理論研究領(lǐng)域也正在進(jìn)行前沿探索。“高性能纖維研究視野必須放長遠(yuǎn)，了解國家發(fā)展戰(zhàn)略及其需求，準(zhǔn)確把握國際發(fā)展趨勢；在著力解決理論問題及關(guān)鍵技術(shù)的同時(shí)，要考慮能否產(chǎn)業(yè)化，并真心實(shí)意為企業(yè)服務(wù)，這樣才可能有所作為。”
