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行业动态

女博士织出‘铁布衫" 比钢板硬比棉布轻

用刀刺用刀划一点也没事

“铁布衫”是中国功夫中最有名的护体硬气功,传说练成此功的人不但可以承受拳打脚踢而毫发无损,甚至刀枪也伤不了他们。武汉纺织大学纺织学院35岁的女博士龚小舟及其团队研发的“三维纺织机”织出来的布就有此“神效”。“拿钢做比较,织出的三维纺织品比钢轻3/4,强度却是钢的6-7倍。最轻的碳纤维织出来的布比棉布还轻呢!”龚小舟介绍。

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为什么这块布这么坚硬?

团队另一负责人、该校机械学院教授林富生解释,这块布料采用的原料是玻璃纤维、石英纤维、碳纤维,取所有纤维材料的长处而织成。比钢硬6-7倍是根据这些材料的密度和性能计算出来的。“龚老师的硕士和博士都是在英国曼彻斯特大学攻读的,她的导师是三维纺织品编织技术世界前沿级的大师。这位大师曾经用同样的一块三维纺织布做过实验,10米外用手枪射击,该布未被射穿,也没有变形,后来这些工艺被用在英国的防弹衣和各种警用设备上。”

研制三维纺织机花了9年

要研制出能织成“铁布衫”的织机并不容易。第一台样机是2006年研制出来的,但织出的布和普通布料无异。2011年,林富生教授花3年时间好不容易研制出了第一台三维机织样机,可这台模仿传统织机做成的机器却织不出布。

“整机报废,再重新搭架探索吧。”林富生和龚小舟商量后,做出了这个让所有人跌眼镜的决定。3年心血全部白费,一切从零开始。

龚小舟南下江苏调研,从江苏一家工厂买了3台小样机,自己组装自己改进。这个固执的女博士,大部分时间都泡在实验室。周末和寒暑假更是她做科研的黄金时间,平时她在学院担任班级导师,学生的各种事情很多,放假了,她就可以全心扑在课题研究上了。最近3年除夕夜,团队的核心成员都是在实验室度过的。

科研成果没出来前,团队得到的资助非常少。这9年来的研究费用,都是老师们自己垫资的,目前已经花费上百万。为节省项目经费,林富生教授、龚小舟博士和同事们可谓想尽一切办法就地取材。

样机需要一套“分经”装备,就是把纤维经络梳理分开,正常程序是开模具,但是模具一开,就得几千块的成本,为省钱,大家想了个“土法子”:到汉正街批发了一箱子木梳,每把不到1块钱,这样几十块钱就把问题解决了;要解决机器的穿线问题,但购置一台穿线设备得一两万,团队成员们想到了废旧利用,他们将废旧电线的线芯抽掉,用电线的绝缘包皮当做穿线设备,没花一分钱就解决了大问题。“这几年来,我们总体研发经费就这样省下了五六十万。”

已签订成果转化意向

团队另一负责人、武汉纺织大学科技处副处长李宇介绍,三维织造技术一直是国际难题。国外近几年有所突破,但技术和设备对我国封锁。龚老师带队的这个项目技术不但填补了国内空白,而且这台织机是全世界首台全自动三维宽、厚织物机织设备,目前拥有6个中国发明专利和11个实用新型专利。

李宇说,目前已研发的设备可织造10多种不同结构的三维玻璃纤维织物,可满足航天航空、军工、汽车等产业的不同需求,可用于制造机翼、座舱、装甲、防弹衣、防爆器材、冲锋舟、舰船船体、甲板、底盘、门板等。

未来这样的织物可广泛民用吗?

李宇说,目前民用技术推广主要是在箱包方面。“三维纺织品做出来的箱包拉伸性和强度非常高,我看到欧美市场上已经有好多客户使用了,不过价钱有些贵,我在欧洲看到一个这样的箱子要799欧元。”

目前,该项目已经和湖北省一家上市企业签订成果转化意向,很快将会投入生产。

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点击次数:  更新时间:2018-01-09  【打印此页】  【关闭