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“童话藻衣”不是梦

2009-09-03 00:06:07   作者:记者 周传虎 秦昊 特约记者 胡建廷   来源:www.cxsdw.com   点击:
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      夏延致,博士,研究员,博士生导师,青岛大学特聘教授,现为纤维新材料与现代纺织国家重点实验室培育基地副主任、山东省协能纤维及纺织品重点实验室主任、山东省功能纤维工程技术中心主任;首批新世纪百千万人才工程国家级人选、国家杰出青年科学基金获得者、享受国务院政府特殊津贴专家。先后承担完成国家杰出青年基金项目、国家“九五”科技攻关项目、国家“863”计划项目、国家自然科学基金及国家首批“产学研”项目等20余项课题,获国家科技进步二等奖、三等奖,山东省科技进步一等奖、二等奖等多项奖励;拥有10项国家发明专利。

  神秘的大海总是带给我们一个又一个神话。我们憧憬,有一种柔软亮滑、火点不着、光穿不透、抑菌益肤、美容保健甚至能够疗伤的新型衣服,海藻让我们一步步走进梦想……为了准备这期专题,记者专赴青岛采访了海藻纤维的开拓者——青岛大学夏延致教授。


令人兴奋的五分钟:国内第一根海藻纤维长丝问世


  五年前,一直从事阻燃材料研究的夏延致教授意识到陆地纤维和合成纤维的劣势。“合成纤维源于石油,而石油资源是有限的,那么建立在石油基础上的橡胶、纤维等产业必然也都会受到限制。而且这些建立在石油基础上的产业都有一个通病,就是消耗一次性资源,不可再生,不可降解,污染环境。”于是,他开始寻求一种新型的纤维材料。
  被问及为什么会想到“向大海要纤维”时,夏延致教授不无感慨地说:“这是一个十分漫长的过程,不是一拍脑袋产生的灵感。我们海藻纤维的研究是从2003年开始,当时面临一个科研选题的问题。刚开始的时候,主要是从两个方向去寻找:一个是国家社会的发展趋势,这就是追求人口、能源、资源、环境的友好发展;再一个就是我们自己的特色。当然,这个过程中也走过弯路,当时有很多课题我们一看很好,但是不具备可行性,或者至少现在做不了,就都筛掉了。后来,我们找到聚乳酸,它也是生物可降解,但是这不是我们的特长,而且我们起步比较晚,做得不是很好。这个事情给我们一个启发,那就是充分认识自己的特长,重新给自身定位,我们的特色首先是阻燃,再就是地方特色,如果不在青岛,可能也想不到做海藻纤维这个课题。”
  孕育课题经过了很长时间,真正要做起来就更困难了。“这是一个全新的课题,当时连基本的设备也没有,随着研究的进展,逐步改建设备,搭建了装置再进行新的试验,就这样一遍试验一遍改进装置。刚开始,我们也不知道用哪一种原料,海藻是天然的,又不能合成。有了原料之后呢,具体到某一个品种,从海藻抽丝的原理还要进行更深一步的探索。”
  当时,夏延致教授还面临着一个问题,就是他的想法不被人接受。“从海里寻找衣料?这不是天方夜谭吗?”
  在没有任何资金支持的情况下,夏延致和助手们把自己的奖金凑起来,加上团队在其他项目上的结余,开始了研究工作。夏延致和助手们通宵做试验;回到家中,有了新想法,半夜起来做规划;女儿出国他也顾不上过问;家中的一切事务,他几乎全都抛给了一直默默支持着他的妻子……
  整个2005年的寒假,夏延致都在实验室画图纸。“到了第二年春天,有一天,我们终于纺出了国内第一根海藻纤维丝,整个团队的人都很兴奋。记得那天,校长夏临华听到消息后,赶忙到实验室来,看了也非常兴奋。过了5分钟,夏校长又给我打电话,说你开一下门,我把书记也叫过来看一下。”
  样品出来了,科技部门和企业终于相信了夏延致的“童话”,也被夏延致和助手们的执著所感动,青岛市科技局划拨专项资助金50万元支持夏延致,喜盈门纺织品公司也拿出100万元进行资助;2006年,山东省科技厅也拨来资助金15万元,是年9月,夏延致又收到了国家自然科学基金30万元……2007年12月28日,夏延致的海藻纤维通过中试鉴定。
  从此,“向大海要衣料”不再是天方夜谭。

海藻纤维:何方神圣


  海藻纤维是用从天然海藻中提取的物质纺丝加工而成的一种纤维,是一种重要的天然功能纤维新材料,棕藻、红藻是海藻纤维的最佳来源。这种纤维能够被加工成任意长度和纤度的短纤或长丝,也可以与其它纤维混纺,最终可以用于制造衣服、家纺、床垫等。
  夏延致教授认为,与传统的陆地纤维、合成纤维相比,海藻纤维具有许多特殊优点。第一,节约土地,该纤维取自海洋,资源丰富可再生,开辟了纤维的第三来源。“几千年来,我们的棉麻毛丝都是来自土地。我们研发的海藻纤维主要是以海带为原料。据统计,我国沿海200米以内的海田在20亿亩左右。从产出纤维的角度来看,一亩海田产出干海带2吨,其中20%左右(400公斤-500公斤)可以用做纤维的原料,而一亩土地产出棉花在250公斤-300公斤,其中只有100公斤-130公斤可作为纤维的原料。也就是说,1亩海田相当于3亩土地。因此,海藻纤维可以缓解人口与土地的紧张矛盾。”第二,改善海洋环境。“目前,我们的近海污染十分严重,富营养化问题尤其突出。由于海带可以吸收CO2、P、N等,对于改善海域非常有效。”第三,具有可降解、可再生的可持续发展性,“合成纤维的污染太大,现在已经成为一种灾难。海藻纤维在生产过程中未添加任何化学成分,也不产生任何污染,甚至养殖海带的水也是循环利用的,可以说是真正的绿色清洁生产。”第四,海藻纤维具有许多传统纤维没有的新功能。首先是它的自阻燃,氧指数是用于衡量物体阻燃性的一个指标,这个指数越大表示物体阻燃性越强,涤纶是20,棉花是18,海藻纤维在不经过任何加工的情况下,这个指数达到34,也就是说,海藻纤维在空气中不会起明火,产品安全性非常好,可以用于生产防护服、儿童玩具等。海藻纤维的自阻燃性,既免去了高成本的阻燃剂,也不会像以往的阻燃材料那样遇火之后产生有害气体,可以说是阻燃材料的理想境界。其次,生物医学功能,海带中含有大量的钙离子,可以调和血液中的钠离子,从而起到良好的止血效果,促进伤口愈合,适宜做成高档纱布、缝合线、创可贴等。再次,防辐射,由于含有大量的金属离子,海藻纤维具有屏蔽电磁波的功能,尤其是对于手机等低频电磁波效果非常好,可以应用于孕妇装生产。最后,海藻纤维还具有保湿和稀释功能。回潮率是用来表示物体吸水能力的指标,这个指标越大表示物体吸水能力越强,化纤是0.4%,棉是6%-8%,海藻纤维是15%-18%。由于吸水能力比较强,海藻纤维可以调和空气中的水分,具有很好的保湿功能,做成的衣服不仅夏天穿起来舒服,而且能够抑菌益肤,起到保健美容的作用。
  “有了这些特性,加上其良好的纺织加工性能,可以说这是现在所发现的最完美的环保衣料。它不但可以做成普通的衣物,还可以用于制造消防服、防护服、医疗服等特殊用途的衣服,具有广阔的发展前景。”  

                                                  

天辟纺织纤维第三来源:
 海藻纤维引领第二次飞跃


  2008年3月19日,山东省科技厅和青岛国家海洋科学研究中心在青岛大学组织召开了“海藻纤维——技术创新及产业发展战略研讨会”。夏延致的研究受到了政府和专家们的高度肯定。
  会上,专家一致认为,海藻纤维项目利用我国丰富的天然可再生海藻资源,充分发挥地方优势特色,将海洋科技与纺织科技有机结合起来,开拓了纤维的新来源,对推动化纤工业与纺织工业的可持续发展具有重要意义,高档保健服装、儿童玩具及消防、医疗、军事和环保等领域具有广阔的应用前景。
  然而,我国海藻产业的产值并不理想,突出表现就是我国海藻鲜重年产量全球第一,占六成多,而日本海藻鲜重年产量只有我国的6.7%%,产值却是我国的1/4左右。制约我国海藻产业发展的,主要是海藻加工业。
  对山东半岛来说,这一劣势也比较突出,“山东省是海带养殖、海藻化工技术及产业发展的发源地,海带、海藻等海产品加工却存在劳动密集性、粗加工突出的特点,高精尖等深加工产品不足。”山东省科技厅副厅长、青岛国家海洋科学研究中心主任李乃胜表示,“现在海藻纤维的研发不但可以极大提高海藻产业的附加值,开发高端产品,而且为海藻的应用开拓了重要的领域,使海藻产业由初加工到深加工发展,为海藻产业的二次飞跃提供了支撑。”同时,将人类获取纤维的领域从陆地扩展到了海洋,开辟了纺织纤维第三来源,在世界范围内为纤维制造形成一个崭新的研究和产业领域。

“天时,地利,人和”的背后
产业化的忧虑


   夏延致教授认为,海藻纤维放在青岛做具备“天时,地利,人和”。我国是世界上最大的海藻养殖与加工国家,加工能力居世界首位。山东是海带养殖、海藻化工技术及产业发展的发源地。而青岛海藻资源又占全国的2/3;坐落于青岛大学的“纤维新材料与现代纺织国家重点实验室”则为海藻纤维的研究开发创造了绝佳的硬件条件;青岛集中了全国2/3以上的高端人才,并已在该项目上取得突破。
  采访即将结束时,夏延致教授谈到了海藻纤维产业化面临的一些问题。“我们现在实验室的生产规模是4000孔,年产量30吨,而要实现产业化,年产量要达到1000吨。中试的时候没有问题,但是一旦产业化了,可能会产生新的问题。我们一些非关键技术还需要进一步完善,尤其是从海藻养殖、海藻化工、海藻纤维再到纺织品,这整个产业链的每一个环节还有许多需要探索的地方。”
  “我们也在考虑产业化之后的一些风险。应该说,产业化已经不存在技术风险,但是市场风险是不可预测的。而最让我们担心的还是产业化之后知识产权的保护问题。”
  夏延致教授预测,未来三五年内,海藻纤维就能实现产业化。到时候,人们就能穿到这种防火防磁、美容保健的“童话藻衣”了。