编者按
在中国纺织工业高质量发展的关键期,青年人才既是创新生力军,更是薪火传承者。在中国纺织工程学会青年人才托举工程的沃土上,一批青年纺织人以锐气和实干,在纤维材料创新、绿色制造升级、智能技术应用等赛道上留下鲜明足迹。
为此,本报专访了经该学会推荐、入选第十届中国科协青年人才托举工程的6位纺织领域青年科技工作者。让我们一同感受科技新青年与纺织共生长的力量。
看似轻薄如蝉翼,却藏着改变行业的力量——纳米纤维膜样品的纤维直径仅为头发丝的千分之一,却具有超高的比表面积和独特的孔隙结构。这是青岛大学副教授梁跃耀深耕的领域。
作为青年人才托举工程入选者,梁跃耀专注于纳米纤维膜和分子分离膜材料研究这一前沿技术的探索,也聚焦着行业可持续发展的核心命题。
技术为钥开启绿色转型
“传统纺织材料的升级,正从宏观结构优化转向微观尺度的精准调控。”梁跃耀开门见山,道出了纳米纤维膜技术的颠覆性意义。
纳米纤维膜可以让纺织产品实现从“基础功能”到“精准功能”的跨越,尤其是在过滤功能纺织品领域,这种变革尤为显著。
“传统微米级过滤材料对PM2.5的过滤效率有限,而我们研发的纳米纤维膜对PM0.3颗粒物的过滤效率能稳定在99.97%以上,且通过中药改性,实现膜材料的高价值化赋能。”梁跃耀解释道,这种飞跃并非简单的工艺改进,而是通过材料微观结构创新带来的质变。
分子分离膜材料则为纺织工业的绿色转型提供了技术钥匙。梁跃耀所在团队研发的分离膜能精准“识别”并截留染料分子,使废水经处理后达到中水回用标准,染料回收率高达70%。
传统结构的纳滤膜在分离过程中存在水传输能力有限的问题,这阻碍了其广泛应用。团队提出了一种纳米限域界面聚合方法,在抽吸力作用下制备了由二维沸石咪唑骨架(ZIF)和聚酰胺(PA)组成的具有不对称微纳结构的超高通量的ZIF/PA复合膜,在工业活性染料脱盐和实际印染废水处理中表现出良好的分离性能;同时,团队开展了金属-有机骨架(MOF)膜大面积超薄化制备研究,提出了“一种配体反扩散辅助的双聚合物定向分布金属离子”的新型策略,首次同时实现了咪唑配体基和羧酸配体基MOF膜的超薄大面积制备,同时获得高通量和高选择性,相关成果发表在化学领域顶级期刊《Angewandte Chemie-International Edition》,并入选“Hot Paper”。
跨越科研“卡脖子”瓶颈
然而,前沿技术的产业化之路绝非坦途。“纳米纤维的制备就像在‘针尖上绣花’,好看但难量产。”梁跃耀坦言,静电纺丝作为纳米纤维常用制备方法,存在生产效率低、设备投资大的问题。而要满足大规模工业化生产需求,需要将产量提升数倍至数十倍,同时把成本降低一半以上。
分子分离膜则面临“稳定性”的考验。染整废水中的染料、助剂和微生物,容易在膜表面形成污垢,导致过滤效率下降。“企业最头疼的不是膜的分离精度,而是频繁更换膜带来的成本。”梁跃耀回忆,在走访10余家企业后,团队果断调整研究方向,从追求“更高的分离精度”转向“开发抗污染涂层的分子设计”。
谈及青年人才托举工程的支持,梁跃耀坦言:“这不仅是资源的加持,更是让研究少走弯路的‘导航系统’。”在中国纺织工程学会搭建的平台上,他得以与高校、企业的顶尖专家深度交流,及时把握国际前沿动态。“去年的一次研讨会中,一位企业工程师提出的‘膜组件模块化’建议,直接让我们的中试效率大幅提升。”
科研经费的保障同样关键。30万元专项基金,体现了“精准滴灌”式的支持。“我们将这笔资金全部投入到高通量抗污染分离膜材料的研发和中试,避免了因资金短缺导致的研究中断。”梁跃耀补充道,他所在单位的配套支持更让他如虎添翼——依托“纺织科学与工程”山东省高峰学科、生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室等平台,他能随时调用价值数千万元的大型仪器,团队成员也将扩容。
学术视野的拓展同样重要。在学会支持下,梁跃耀去年参加了中国纺织年会和中国国际气体分离产业大会,其关于“纤维基分离膜设计”和“超薄高通量MOF膜的放大制备”的报告引发关注。“这种国际交流让我们跳出‘闭门造车’的局限,看到材料在环境、能源等跨界领域的应用可能。”
剑指核心材料自主可控
谈及未来3年-5年,梁跃耀目标笃定:“实现从实验室技术到产业刚需解决方案的跨越,逐步达到纳米纤维膜与分子分离膜材料的高性能、低成本、易推广的目标。”
“青年学者敢于打破‘纺织就等于纺纱织布’的固有思维。”梁跃耀认为,在学科交叉加速的时代,研究人员只有将材料科学、人工智能等领域的知识融入纺织研究,才能实现真正的突破。他透露,团队正在开发的“智能喷墨打印辅助高通量分离膜材料制备技术”,能根据分离膜材料的结构-性能间的关系实现膜结构的图案化可控设计和制备,未来有望用于气体分离、海水淡化和工业废水等领域。
对于行业未来,他坚信“核心材料的自主可控”将是竞争关键。“目前,在全球高端过滤膜市场上,虽然欧洲、美国和日本企业仍掌握着主动权,但中国纺织业有完整的产业链优势,加上青年一代的创新活力,一定能实现从‘跟跑’到‘领跑’的跨越。”





