女博士織出‘鐵布衫" 比鋼板硬比棉布輕

用刀刺用刀劃一點(diǎn)也沒(méi)事

“鐵布衫”是中國(guó)功夫中有名的護(hù)體硬氣功，傳說(shuō)練成此功的人不但可以承受拳打腳踢而毫發(fā)無(wú)損，甚至刀槍也傷不了他們。武漢紡織大學(xué)紡織學(xué)院35歲的女博士龔小舟及其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“三維紡織機(jī)”織出來(lái)的布就有此“神效”。“拿鋼做比較，織出的三維紡織品比鋼輕3/4，強(qiáng)度卻是鋼的6-7倍。輕的碳纖維織出來(lái)的布比棉布還輕呢！”龔小舟介紹。

為什么這塊布這么堅(jiān)硬？

團(tuán)隊(duì)另一負(fù)責(zé)人、該校機(jī)械學(xué)院教授林富生解釋，這塊布料采用的原料是玻璃纖維、石英纖維、碳纖維，取所有纖維材料的長(zhǎng)處而織成。比鋼硬6-7倍是根據(jù)這些材料的密度和性能計(jì)算出來(lái)的。“龔老師的碩士和博士都是在英國(guó)曼徹斯特大學(xué)攻讀的，她的導(dǎo)師是三維紡織品編織技術(shù)世界前沿級(jí)的大師。這位大師曾經(jīng)用同樣的一塊三維紡織布做過(guò)實(shí)驗(yàn)，10米外用手槍射擊，該布未被射穿，也沒(méi)有變形，后來(lái)這些工藝被用在英國(guó)的防彈衣和各種警用設(shè)備上。”

研制三維紡織機(jī)花了9年

要研制出能織成“鐵布衫”的織機(jī)并不容易。第一臺(tái)樣機(jī)是2006年研制出來(lái)的，但織出的布和普通布料無(wú)異。2011年，林富生教授花3年時(shí)間好不容易研制出了第一臺(tái)三維機(jī)織樣機(jī)，可這臺(tái)模仿傳統(tǒng)織機(jī)做成的機(jī)器卻織不出布。

“整機(jī)報(bào)廢，再重新搭架探索吧。”林富生和龔小舟商量后，做出了這個(gè)讓所有人跌眼鏡的決定。3年心血全部白費(fèi)，一切從零開始。

龔小舟南下江蘇調(diào)研，從江蘇一家工廠買了3臺(tái)小樣機(jī)，自己組裝自己改進(jìn)。這個(gè)固執(zhí)的女博士，大部分時(shí)間都泡在實(shí)驗(yàn)室。周末和寒暑假更是她做科研的黃金時(shí)間，平時(shí)她在學(xué)院擔(dān)任班級(jí)導(dǎo)師，學(xué)生的各種事情很多，放假了，她就可以全心撲在課題研究上了。近3年除夕夜，團(tuán)隊(duì)的核心成員都是在實(shí)驗(yàn)室度過(guò)的。

科研成果沒(méi)出來(lái)前，團(tuán)隊(duì)得到的資助非常少。這9年來(lái)的研究費(fèi)用，都是老師們自己墊資的，目前已經(jīng)花費(fèi)上百萬(wàn)。為節(jié)省項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)，林富生教授、龔小舟博士和同事們可謂想盡一切辦法就地取材。

樣機(jī)需要一套“分經(jīng)”裝備，就是把纖維經(jīng)絡(luò)梳理分開，正常程序是開模具，但是模具一開，就得幾千塊的成本，為省錢，大家想了個(gè)“土法子”：到漢正街批發(fā)了一箱子木梳，每把不到1塊錢，這樣幾十塊錢就把問(wèn)題解決了；要解決機(jī)器的穿線問(wèn)題，但購(gòu)置一臺(tái)穿線設(shè)備得一兩萬(wàn)，團(tuán)隊(duì)成員們想到了廢舊利用，他們將廢舊電線的線芯抽掉，用電線的絕緣包皮當(dāng)做穿線設(shè)備，沒(méi)花一分錢就解決了大問(wèn)題。“這幾年來(lái)，我們總體研發(fā)經(jīng)費(fèi)就這樣省下了五六十萬(wàn)。”

已簽訂成果轉(zhuǎn)化意向

團(tuán)隊(duì)另一負(fù)責(zé)人、武漢紡織大學(xué)科技處副處長(zhǎng)李宇介紹，三維織造技術(shù)一直是國(guó)際難題。國(guó)外近幾年有所突破，但技術(shù)和設(shè)備對(duì)我國(guó)封鎖。龔老師帶隊(duì)的這個(gè)項(xiàng)目技術(shù)不但填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，而且這臺(tái)織機(jī)是全世界首臺(tái)全自動(dòng)三維寬、厚織物機(jī)織設(shè)備，目前擁有6個(gè)中國(guó)發(fā)明專利和11個(gè)實(shí)用新型專利。

李宇說(shuō)，目前已研發(fā)的設(shè)備可織造10多種不同結(jié)構(gòu)的三維玻璃纖維織物，可滿足航天航空、軍工、汽車等產(chǎn)業(yè)的不同需求，可用于制造機(jī)翼、座艙、裝甲、防彈衣、防爆器材、沖鋒舟、艦船船體、甲板、底盤、門板等。

未來(lái)這樣的織物可廣泛民用嗎？

李宇說(shuō)，目前民用技術(shù)推廣主要是在箱包方面。“三維紡織品做出來(lái)的箱包拉伸性和強(qiáng)度非常高，我看到歐美市場(chǎng)上已經(jīng)有好多客戶使用了，不過(guò)價(jià)錢有些貴，我在歐洲看到一個(gè)這樣的箱子要799歐元。”

目前，該項(xiàng)目已經(jīng)和湖北省一家上市企業(yè)簽訂成果轉(zhuǎn)化意向，很快將會(huì)投入生產(chǎn)。

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