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浙江大学吴明瑞:让科研成果更好落地推广

2024-06-05 14:23:53
来源:科技日报 作者:余佳欣 陈亭筱 科技日报记者 都芃 评论:0

  良好的保暖御寒性能,一直是人类对衣物材料的重要追求。随着科技的发展,各式各样的合成纤维让御寒有了更多选择。其中,气凝胶自发明以来,因其高孔隙率和极低的热导率被认为是理想的保暖隔热材料之一。

  2023年底,浙江大学化学工程与生物工程学院博士生吴明瑞以第一作者身份在《科学》期刊发表论文。其和团队成员通过模仿北极熊毛的结构制备出一种封装了气凝胶的超保暖人造纤维,织出了“北极熊毛衣”,并且实现可水洗、可机织,为其落地推广奠定坚实基础。不久前,吴明瑞在浙江大学化学工程与生物工程学院首届“五育并举”荣誉评选中获得“学术之星”称号。

  早在2018年,吴明瑞的导师浙江大学教授柏浩的课题组就聚焦生物仿生领域,从北极熊毛的多孔结构中得到启发,制出了轻薄又隔热的多孔纤维,引起广泛关注。然而,这种纤维的轴向抗拉伸性还不够理想,还无法真正用于服装纺织。

  为了破解这一难题,吴明瑞所在课题组开启了长期探索。前期,他们实验进展并不顺利。在柏浩的建议下,吴明瑞与团队再次将目光投向北极熊毛。这一次,他们发现,北极熊毛实际是中空多孔的核壳结构,能够调节热传导、热对流和热辐射多种传热通路从而实现高效保暖。

  以此为基础,团队研制出一种叫作EAF的新型材料,仿照北极熊毛发的两层结构,将EAF的内核设计为含有大量亚微米级孔隙的高分子气凝胶;外壳则采用了现有的热塑性聚氨酯橡胶(TPU)材料。仅用五分之一的厚度,就能达到和羽绒一样的保暖效果。除此之外,该材料还表现出良好的抗水洗性、抗拉伸性能,并具有易染色、易编织、穿着舒适等优点,具备极大的推广应用价值。

  在课题推进过程中,吴明瑞作为负责人还带领团队参加各类学生创新大赛,其团队项目“仿生高效保暖纤维与织物”及相关应用先后获浙江省第十三届“挑战杯”大学生创业计划竞赛金奖、浙江省第十八届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛金奖。

  这些经历也让吴明瑞对学术研究有了新的感悟:“科研成果需要在实践中实现价值,我们研究出来的材料也要不断推进落地应用。”如今,吴明瑞格外注重科研成果的可推广性,不断努力缩小科学研究与成果应用之间的距离。

  吴明瑞并未就此止步,他和团队仍在探索更好的保暖方式。“我们现在的保暖纤维还都只是用来减少人体热量的散失。未来我们是否可以把环境中的热量运用起来保暖?比如做一些光热纤维等。”吴明瑞计划在保暖材料领域继续深耕。

(责任编辑:韩梦晨)

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