武汉纺织大学教授、俄罗斯自然科学院院士 梅顺齐
1月10日上午,2019年度国家科学技术奖励大会在北京隆重召开。由武汉纺织大学教授梅顺齐主持完成的“高性能工业丝线节能加捻制备技术与装备及其产业化”项目荣获国家科技进步二等奖。梅顺齐是武汉纺织大学二级教授,湖北省数字化纺织装备重点实验室主任、纺织新材料及先进加工技术国家重点实验室副主任、俄罗斯自然科学院院士。主要从事现代纺织装备、智能装备等领域的技术基础和应用研究。近几年主持国家自然科学基金、科技支撑计划等国家级项目以及一批省部级科技项目和企业合作项目,并与俄罗斯、澳大利亚等国学者开展国际学术合作。中国网第一时间采访了梅顺齐教授。
中国网:获奖项目简介——什么是加捻技术?
梅顺齐:我们今年这个(“高性能工业丝线节能加捻制备技术与装备及其产业化”)项目,就是我们的合作企业宜昌经纬纺机,还有其他的两个企业一起共同获得国家科技进步二等奖,这是我们纺织行业里面的唯一的两个奖项之一。这个奖项的获得也是对我们这么多年科技攻关、产业推广的一个肯定、一个鼓舞。
所谓加捻,就像我们搓绳子一样,它就是把这个纤维(加工成纱线),我们搓绳子的时候是两个手在搓,那么在工业领域的话就需要机器。我们这个项目里面面对的是工业丝的加捻。工业丝它就更细,怎么样把纤维加捻成纱的过程当中让它捻度更加均匀,这个技术最后还体现在设备上面,那么才能够进入到工业的应用。
中国网:这项技术可应用在哪些领域?
梅顺齐:高档轮胎里面有一个惯例性的骨架材料,那么这个骨架材料,是用高强度的化学纤维来做的。怎么样把这个纤维变成高强度的纱线,就要用到我们的加捻技术。因为它的强力非常大,所以一般来讲的话,这个能耗也非常大,要占到百分之六十左右。
高电子信息产业里面有电路板,包括最近几年一个热点就是这个柔性显示屏,在这里面有很重要的基础性材料--超细玻璃纤维来做的。我们首先要对这个超细玻璃纤维进行加捻成纱,然后再织成布,那么这个电子布就是电路板和柔性显示屏的一个基础材料,我们就是开发了防静电的超细玻璃纤维的一个加捻技术,为高档的电子显示屏、电路板的加工提供了这样一个技术手段。
高档地毯它一般也是要用到高强度的化学纤维来做的。那么这个高强度的化学纤维,只有通过加捻那么才能够变成高强度的纱线,有了这个纱线之后,那么你才能做成高档的地毯。我们建立了一套降低加捻能耗的理论模型,根据这样一个理论模型我们发明了一系列的关键的结构、关键的控制技术,那么实现了地毯丝加捻能耗的大幅度降低,为地毯丝的生产、经济效益的提升有很大的促进作用。
中国网:这项技术给行业带来怎样的变革与意义?
梅顺齐:这个技术和装备一直以来就是我们这个行业领域里面的一个瓶颈问题。中国纺织工业联合会还有国家科技部一直就是把这项技术作为一个要重点攻关的一个难点。我们这个项目组和企业合作,前后用了十几年的时间来攻克这样一个技术。
工业丝的加捻技术突破了之后,第一个就是在高档汽车轮胎帘子线这个领域,我们是打破了国外的技术垄断,大大促进了我们行业的发展,在这个高档汽车轮胎领域,国内市场占了70%,国际市场占了50%。在超细玻纤加捻领域,我们也是打破国外垄断,占领了很大的市场份额。在这个地毯丝这样一个加捻领域,在欧美占到了80%的这个市场份额。
那么它的意义呢,第一个,拓宽了我们纺织的领域的范围。第二个意义就是中国纺织装备出口到欧美发达国家这样一个突破,大大提升了我们中国纺织装备的国际地位。
中国网:在技术突破中遇到了哪些困难?
梅顺齐:在我们技术开发过程当中,怎么样突破国外的封锁。因为国外的技术它都有专利保护,比如说这个节能,那么你从哪个地方来突破,怎么样不侵犯别人的知识产权,那么要有你自己的创新,这就是最难的,怎么样寻找我们自己的思路,这个里面,我们确实是经过长期的摸索、长期的探索。
这个花了两三年的时间,形成了我们自己的技术,而且申报了很多国家专利,我们这个节能技术比国外的更好,原来国外的这些大牌的这些公司反过来也学我们的技术。
那么第二点,就是我们高校的科研人员怎么样和企业合作、怎么样围绕着企业的需求(研发)。那么作为企业,比如说宜昌经纬纺机,他怎么样实现自己的转型突破。作为我们高校,我们研究的成果,怎么样为企业服务、为这个产业服务。
比如说轮胎帘子线、加捻机怎么降低能耗,从哪些方面入手。我们从理论方面进行分析,有些数据,同时我们做了一些实验,来验证了这个空气摩擦产生的能耗影响非常大。通过理论分析的数据和实验的结果,最后我们和企业就达成了一致,他们也认识到,从加捻气圈这个研究的角度,怎么样来控制气圈,从而达到降低能耗的目的,最后我们就达成这样一个共识。
中国网:目前中国纺织装备技术水平及面临的主要任务?
梅顺齐:中国纺织装备,从整体上来讲,它的规模是世界第一了,所有的纺织加工的设备,中国都能够设计制造,但是在一些局部的、高档的纺织装备方面,我们跟国外还有一些差距,主要表现在咱们的可靠性、智能化的程度,跟国外有一定的差距。
目前,我认为,中国纺织装备面临的主要任务有几个方面,在很多高端应用领域,纺织装备核心技术还是掌握在别人的手上。比如说碳纤维的生产、碳纤维加工的技术和装备,目前像日本、美国,他们还是占领先地位,怎么样提升它的可靠性、怎么样节能降耗这些方面还有很多工作要做。
智能制造,是中国制造2025的一个主攻方向,纺织工业的智能制造也是摆在一个非常突出的地位,国家科技部、工信部布局了很多大的一些项目来开展纺织智能制造,我认为纺织装备的智能制造是它一个重要的发展方向。
纺织智能制造目前在咱们中国实际上还处于一个起步阶段,有很多问题需要进行研究。
我认为首先第一个,就是对于纺织的工艺,要进行深入的研究,只有当这个工艺很成熟了,再去搞智能化,那么才有效果,才有意义。
另外,要培养纺织智能制造这样一个领域的系列的人才。因为智能制造是一个高度技术交叉的、学科交叉的领域,它既有装备的、工艺的、信息的、计算机的、控制的(领域),还有包括材料领域,所以真正要做好纺织智能智造这样一件事情,必须要建立一个多学科交叉的团队。那么感觉目前在这个团队的组建方面,需要政府、企业、学校多方位的大力扶持。
中国网:科研团队未来的工作方向?
梅顺齐:我们这个团队下一步要做的工作:
第一个,我们是围绕纺织智能制造装备,我们目前开发的是有两个大的项目,第一个也是工业丝加捻和制造怎么样实现智能化,围绕这个领域来做。传统的工艺里面,纱筒都是靠人工来搬运,这个劳动强度非常大,也招不到工人,所以我们针对这种情况,现在正在和企业合作,开发加捻和制造智能化这样一个系列的技术装备。
另外,我们针对服装企业,服装加工是目前纺织行业里面用工最多的一个环节,针对这种情况,我们开发集成式、智能化的缝纫设备,这是目前我们在纺织智能制造装备领域里面正在做的两件事情。
另外,我们还组建了一个国际化的团队,我们引进了几名俄罗斯的院士、教授,主要致力于纺织装备里面关键零部件的表面处理、关键零部件的材料开发等等,在这个领域开展攻关。因为在纺织装备里面,目前有很多关键部件还要靠进口,比如说气流纺里面的转杯、纺织装备里面很多高端的轴承都要靠进口,所以我们组建这个国际化的团队,希望在纺织机械的关键零部件的材料、加工方法这些方面实现突破。
中国网:对科研工作者的寄语?
梅顺齐:对于我们科研工作者来讲,特别是年轻的科研工作者,首先要选准一个研究方向。怎么样选准这个研究方向?无外乎就是两点,第一个,要针对国家的重大战略需求。第二个,围绕着人类生产生活里面牵扯到的一些科学技术问题,你有所发现、有所创造。对于年轻科研工作者来讲,很多人都苦恼,找不到好的课题,找不到好的研究方向,总书记也提出来,要把文章写在大地上,把文章写在车间里面,我觉得这一点对我们来说是非常有启发的,对于科技人员来讲,你要结合实际,要去了解行业的需求、了解企业的需求,在这个里面发现问题,找到自己的研究方向,方向找准之后,要有一个踏实的态度,要有吃苦耐劳的精神,特别是我们搞工科的,你要接触到实际,经常要去跑企业、跑车间,所以就要有一种吃苦的精神,要有耐得住寂寞的精神。另外一点,对于年轻的科研工作者来讲,我感觉到协作精神、合作精神也非常重要,因为我们每个人的知识都是有局限的,只有我们大家发挥自己的长处,同时也学习别人的长处,这样我们才能够做好一件事情。