跨學科交叉助力紡織創新發展“紡織之光”回訪華中科技大學

2024年12月11日，紡織之光科技教育基金會理事長葉志民、副秘書長陳思奇一行走訪華中科技大學，對獲得2024年度“紡織之光”中國紡織工業聯合會科學技術獎自然科學獎一等獎項目“柔性光電超構織物的多物理量精準響應機制與穩定成型技術研究”完成單位進行回訪。項目主要完成人華中科技大學智能纖維器件與裝備研究中心主任、國家杰出青年科學基金獲得者陶光明，華中科技大學光學與電子信息學院教授侯沖，中國科學院蘇州納米所研究員張其沖等參與座談交流。

“柔性光電超構織物的多物理量精準響應機制與穩定成型技術研究”項目的主要完成單位包括：華中科技大學、武漢紡織大學、青島大學、浙江大學、電子科技大學；主要完成人為陶光明、夏治剛、田明偉、馬耀光、吳嘉威、于賀。

從“光電”到“紡織”，緣何跨界？

從以高科技著稱的“光電”行業，到由傳統產業成長起來的“紡織”工業，陶光明教授緣何選擇跨界發展？

“我與紡織行業結緣，要從學成歸國的經歷談起。”據陶光明教授介紹，剛回國時眾多高等學府向他伸出橄欖枝，但是最終選擇進入華中科技大學并涉足光電與紡織相結合的科研領域，是受到了紡織與高分子材料學家徐衛林院士的影響。

紡織業，看似傳統產業，實則紡衣冠也織文明，上天入海、“老樹新枝”，傳統與科技交織下，孕育著超出很多人想象的潛力與機遇。

光電與紡織的結合可實現多方面的創新和突破。光電技術的應用可以實現紡織品材料多功能化，通過引入光電功能材料，賦予紡織品新的性能，如降溫、導電、傳感等。這種改性后的紡織品在智能穿戴、智能家居、醫療健康等領域具有廣泛的應用前景。光電與紡織的結合還可以推動紡織產業的智能化升級，促進跨學科的研究和創新。

陶光明教授表示，華中科技大學有著良好的科研環境、平臺優勢和資源稟賦，在一所非紡織專業院校從事紡織領域相關的科學研究，這對他們來說，是優勢也是壓力。能獲得中國紡織工業聯合會頒發的“紡織之光”中國紡聯科學技術獎自然科學一等獎，證明團隊的科研成果得到了紡織行業的最高認可，這對他們尤其重要，也充分體現了中國紡織學術和產業領域的包容性。

“很多人不理解，為什么光電專業的科學家會申報紡織行業的獎項呢？”陶光明教授解釋道，隨著科技創新和產業發展，紡織行業已經不僅僅是“衣被天下”的傳統和基礎產業了，它還可與新能源、食品、航空航天等多學科交叉融合，產業基礎雄厚、應用前景廣闊。因此，對于跨學科的紡織從業者來說，讓更多人了解他們在做什么，了解紡織行業的前沿屬性，這一點非常重要。

啃硬骨頭的科研人

雖然我國的基礎纖維與紡織產業在全球生產規模上位居首位，但高附加值的光電功能纖維與織物技術依然被美國“卡脖子”。

“紡織行業的科研方向有很多，我們選擇了一個無人探索的方向，就是要啃硬骨頭。”作為跨學科的科研帶頭人，陶光明教授及其團隊選擇了光電超構織物方向，就是希望能突破“卡脖子”技術，引領紡織科技革新。

柔性光電超構功能織物的核心在于通過結構的精準設計賦予纖維材料新的功能，并利用規模化的先進制造技術實現織物器件的高性能。

針對目前存在的多物理量精準響應機制不明、響應界面穩定成型難、多物理量精準耦合調控難的問題，陶光明教授團隊圍繞柔性光電超構織物的多物理量精準響應機制與穩定成型技術，構建“結構-織造-器件”的系統性理論，發現了微觀無序-宏觀有序結構與光-熱物理量精準響應規律，闡明了多外場耦合作用下多物理量精準調控織物的穩定成型理論，揭示了多場景下織物的多物理量精準耦合調控機制。

陶光明教授首次提出的“光學超材料織物Metafabric”概念在全球范圍內獲得廣泛認同，相關成果在WebofScience數據庫的關鍵詞“Metafabric”搜索中排名第一。團隊建設了世界上首條光學超材料織物器件生產線，實現了從材料到器件的萬噸級全流程宏量穩定生產能力，積極推動了傳統產業的高端化升級。

值得一提的是，陶光明教授團隊建立的具有國際領先水平的、從材料到器件的萬噸級全流程宏量穩定生產工藝，承擔了多項國家重大課題，在國內外多家龍頭企業以及國家重大需求領域實現工程應用示范，突破了光學超材料織物從實驗室到工業化生產的瓶頸。

集眾力共建紡織現代化產業體系

座談期間，陶光明教授重點介紹了獲獎項目的重要信息，以及目前正在進行的中試生產和產業服務情況。

陶光明教授及其團隊希望以學科交叉、需求導向和產學研合作緊密結合的路線，不斷提升團隊的科研水平和創新能力，并希望通過與紡織行業企業建立合作關系，進一步推動科研成果的轉化和應用。他談到，“紡織之光”中國紡聯科技獎在紡織行業的權威性強、認可度高，希望通過申報該獎，與紡織行業企業建立深入的合作關系，進一步探索其科研項目的應用領域。

葉志民指出，我國紡織行業具有產業鏈完整、技術成熟、市場廣闊等特點。在建設紡織現代化產業體系的背景下，“紡織之光”中國紡聯科技獎首次增設了自然科學獎，不僅是與國家科技獎項體系相呼應，更旨在強化對紡織全產業鏈科技創新的支持，提升對自然科學基礎研究及應用基礎研究的關注和獎勵。葉志民表示，華中科技大學是本次回訪考察的首站，充分體現了基金會對陶光明教授領銜的獲獎項目的大力支持和高度認可。

中國紡織工業聯合會和紡織之光科技教育基金會致力于通過全行業科技獎勵工作，激發中青年科研工作者的創新活力，鞏固行業科技基礎，培育新質生產力，加強產學研結合，增強行業整體競爭力。以陶光明教授團隊等為代表的跨學科科研力量的加入，正是行業所期盼的。展望未來，期望更多跨領域的科研團隊能夠投身紡織領域，共同推進紡織行業的基礎研究與科技創新，積極促進紡織現代化產業體系的構建。