凌榮根在實(shí)驗(yàn)室里工作。受訪者供圖
■本報(bào)記者沈春蕾
不起靜電、不起球，很輕薄，比普通秋衣增溫3.1°C……近日，浙江理工大學(xué)73歲退休教授凌榮根研發(fā)的一款秋衣在紡織圈“火”了。
“這款秋衣面料看起來跟普通秋衣差別不大，穿著又輕又軟，不亞于純棉質(zhì)感。”凌榮根告訴《中國科學(xué)報(bào)》，“與普通面料不同的是，我們研發(fā)的這款面料不僅具有良好的抗靜電性能，而且吸濕排汗，可以促進(jìn)人體微循環(huán)。”
30多年前，凌榮根開始研究紡織材料，先后經(jīng)歷了桑蠶絲、聚酯纖維、功能材料等攻關(guān)。從前期的教學(xué)到退休后全身心投入成果轉(zhuǎn)化，他在一次又一次失敗中，最終找到了通往成功的路。
從絲綢研究半路轉(zhuǎn)行
據(jù)了解，浙江理工大學(xué)前身是1897年由杭州知府林啟創(chuàng)辦的蠶學(xué)館，1964年由國務(wù)院定名為浙江絲綢工學(xué)院，1999年更名為浙江工程學(xué)院，2004年更名為浙江理工大學(xué)。20世紀(jì)90年代，凌榮根在浙江理工大學(xué)承擔(dān)絲綢工程的教學(xué)和國家攻關(guān)項(xiàng)目研究，并取得了一系列的成果。
“當(dāng)時(shí)，絲綢在我國正步入發(fā)展的黃金時(shí)代，相關(guān)的研究也很熱。”凌榮根介紹，由于絲綢是天然材料，前人已經(jīng)做了很多研究。而自己則對(duì)一種來自國外的新型人工合成紡織材料更感興趣，該材料就是聚酯纖維，又叫滌綸。
說到滌綸，就不得不說起20世紀(jì)七八十年代在我國最時(shí)髦的衣服面料——“的確良”，其主要成分正是滌綸。據(jù)悉，“的確良”的命名來自美國杜邦公司研發(fā)的一款滌綸纖維——達(dá)克綸（Dacron）的中文音譯。
凌榮根關(guān)注滌綸的原因是他發(fā)現(xiàn)這種紡織面料具有強(qiáng)度高、不易變形、易洗易干、耐穿等優(yōu)點(diǎn)，非常有發(fā)展前景。但該面料也存在舒適性差等缺點(diǎn)，如不透氣、不吸汗，夏天穿著比較悶熱，干燥的冬天穿著又容易產(chǎn)生靜電，保暖性能也不太好。
為此，凌榮根不拘泥于絲綢研究的現(xiàn)狀，決定帶著團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)換賽道，轉(zhuǎn)行從事與聚酯纖維材料相關(guān)的研究。
2012年，凌榮根即將迎來退休，按照慣例他應(yīng)該接受返聘繼續(xù)留校工作幾年。這時(shí)候，浙江省桐鄉(xiāng)市一位做沙發(fā)布的老板經(jīng)過多方打聽找上門，請(qǐng)他幫忙研發(fā)一種不起球的聚酯短纖維面料。
在凌榮根心里，也一直苦惱于此前沒時(shí)間從事成果轉(zhuǎn)化。于是，他婉拒了學(xué)校的返聘要求，回到家鄉(xiāng)桐鄉(xiāng)，投身抗起球聚酯短纖維的研究。
歷時(shí)10多年的攻關(guān)
凌榮根回憶說，當(dāng)年，為了破解聚酯短纖維面料起球的難題，國內(nèi)外許多研究團(tuán)隊(duì)都投入了大量研究，他在退休前也參與了相關(guān)研究，但進(jìn)展都不是很好。
他很清楚，聚酯短纖維面料由于吸濕性差，在干燥及持續(xù)摩擦的過程中易產(chǎn)生靜電，靜電使其短纖維織物表面毛羽直立，從而為起毛起球創(chuàng)造了條件。要徹底攻克該難題需要投入大量時(shí)間和精力，是一場(chǎng)“持久戰(zhàn)”。
恰好，浙江理工大學(xué)與桐鄉(xiāng)市政府聯(lián)合成立了校地合作產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新平臺(tái)——浙江理工大學(xué)桐鄉(xiāng)研究院（以下簡(jiǎn)稱桐研院），為凌榮根開展聚酯短纖維面料的研究提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。他感嘆道：“退休后，我終于可以用積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)為家鄉(xiāng)做點(diǎn)事了。”
在凌榮根牽頭下，桐研院組建了一個(gè)由材料科學(xué)家、紡織工程師和工藝專家組成的跨學(xué)科研發(fā)團(tuán)隊(duì)，對(duì)聚酯短纖維抗起球難題開展攻關(guān)，包括改進(jìn)纖維的分子結(jié)構(gòu)、優(yōu)化紡絲工藝等。
然而，攻關(guān)試驗(yàn)并非一帆風(fēng)順，他們遇到了很多困難。
針對(duì)纖維的分子結(jié)構(gòu)之間能不能合成鏈節(jié)、能否盡可能減小滑移等難點(diǎn)問題，在沒有現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可以借鑒的情況下，凌榮根帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一步步摸索，反復(fù)嘗試各種單體的組合、配比及工藝，其間經(jīng)歷的失敗不計(jì)其數(shù)，終于找到了解決方案。
凌榮根介紹，纖維通過在分子鏈中引入多種復(fù)合單體嵌段共聚，可以阻止纖維分子鏈間的相對(duì)滑移，降低纖維的斷裂伸長(zhǎng)率，從而有效解決傳統(tǒng)聚酯纖維易起毛起球的問題，提升了產(chǎn)品的耐用性和美觀度。
雖然分子結(jié)構(gòu)問題解決了，但新的難題隨之出現(xiàn)——現(xiàn)有的紡絲工藝有待優(yōu)化。為此，團(tuán)隊(duì)通過多次試驗(yàn)，在紡絲過程中精細(xì)控制紡絲溫度、速度和拉伸比等關(guān)鍵參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了纖維性能的優(yōu)化。
歷經(jīng)10多年攻關(guān)、數(shù)千次試驗(yàn)失敗和改進(jìn)，凌榮根帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)終于破解了短纖維面料起球的難題，成功研制出抗起毛起球的聚酯纖維材料。
比在學(xué)校的時(shí)候更忙
“我今天和明天的日程都滿了。”記者在跟凌榮根預(yù)約采訪時(shí)間時(shí)發(fā)現(xiàn)，這位73歲的老人非常忙碌。
“年前，我們少批量生產(chǎn)的秋衣非常受歡迎，不少客戶都是慕名前來訂購的。”凌榮根告訴《中國科學(xué)報(bào)》，這款秋衣面料采用的是功能性改性聚酯短纖維，是其科研團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)10多年才研發(fā)成功的。
“穿上這款秋衣后，體感溫度可以提升約3.1℃，不僅舒適還可防寒。”凌榮根介紹，保暖性能源自面料擁有吸收和發(fā)射遠(yuǎn)紅外線的功能。來自第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的報(bào)告顯示，在常溫狀態(tài)下，這款秋衣面料的遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率達(dá)到了0.91，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)羊毛面料的0.72。
過去，衣服的保暖性往往跟厚度掛鉤，凌榮根等人研發(fā)的秋衣為什么可以既輕薄又保暖？他告訴記者，這款秋衣面料采用的改性聚酯纖維的密度僅為普通聚酯纖維材料的80%，穿著后非常輕盈。
在干燥的冬季，普通聚酯纖維面料在摩擦過程中通常會(huì)產(chǎn)生靜電，讓人感到不適。“市場(chǎng)上，一些抗靜電的面料通常采用涂覆抗靜電劑，會(huì)影響面料的蓬松度和舒適性，經(jīng)過多次穿著和洗滌后，抗靜電效果會(huì)降低。”凌榮根說，“我們研發(fā)的新型聚酯纖維通過在原位聚合過程中添加功能性材料來減少電荷積累、防止靜電產(chǎn)生，可以具備持久的抗靜電效果。”
另據(jù)了解，不同于傳統(tǒng)的聚酯纖維材料，凌榮根團(tuán)隊(duì)研發(fā)的秋衣面料吸濕能力顯著提高，有利于身體排汗。此外，該面料對(duì)于大腸桿菌和白色念珠菌的抑制率均超過90%，穿著舒適、健康。
搞了幾十年紡織材料研究的凌榮根終于實(shí)現(xiàn)了將技術(shù)成果落地轉(zhuǎn)化的心愿，而且他比在學(xué)校的時(shí)候更忙了。如今，在桐研院，來自浙江、江蘇、北京、山東、廣東、香港等地的客戶慕名而來尋求合作。其中，一位來自山東的客戶連續(xù)駐點(diǎn)3天后，提出先把樣品拉走，以在第一時(shí)間完成交驗(yàn)貨。
近年來，凌榮根團(tuán)隊(duì)已先后研發(fā)出淺白色石墨烯錦/滌綸纖維、輕量高彈保暖聚酯纖維、抗起球聚酯纖維、超細(xì)旦聚乳酸等多款聚酯纖維面料，正在尋求更多生產(chǎn)合作，以滿足市場(chǎng)需求。他透露，相關(guān)產(chǎn)品預(yù)計(jì)在5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)千億元的產(chǎn)值，將帶動(dòng)聚酯纖維行業(yè)產(chǎn)生百億元的經(jīng)濟(jì)效益。
《中國科學(xué)報(bào)》 (2025-02-17 第4版 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化)
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