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新是推动产业发展的重要支撑。当前,新一轮科技革命推动纺织产业变革走向深化,新材料、人工智能等前沿技术和多领域融合创新推动着产业用纺织品的创新发展。
天津工业大学以服务国家重大战略需求为牵引,以解决“卡脖子”关键核心技术为目标,在纺织新材料领域取得了重大突破。2023年,由天津工业大学主导的“非开挖管道修复用纺织复合材料制备关键技术及产业化”项目荣获第十届“中国十大纺织科技·产业推动奖”。该项目开发的三维结构管状纺织复合材料应用于地下管道非开挖修复领域,符合现代城市可持续绿色发展理念,为国家在纺织新材料基础研究取得“从0到1”重大创新成果的突破作出了突出贡献,同时也为纺织产业的高质量发展提供了强大的科技支撑。
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纺织技术推动“城市血管”改造修复
随着我国城市化进程的加速,市政地下管网作为城市基础设施的重要组成部分,其安全与稳定对保障城市正常运转至关重要。然而,作为“城市血管”的地下管网常常面临老化、腐蚀、损坏等问题,若全面开挖更换新管,不仅成本较高,而且严重影响周围环境和居民的日常生活。
天津工业大学历经十余年,创新管状纺织复合材料设计理论与制造关键技术,实现旧管道非开挖修复,解决了管道非开挖修复材料结构设计理论、一次成型制备技术及性能评价等关键技术难题。研究成果的应用可使修复后的埋地管道寿命延长30~50年,并大幅减少或消除管道泄露造成安全事故、资源浪费、环境污染等社会、能源、环境问题。
天津工业大学纺织工程系主任张淑洁表示,管道修复用管状纺织复合材料的设计、制备和产业化应用涉及到材料、化工、机械等多学科交叉融合,在研发过程中遇到了内外压协同作用下管状纺织复合材料承压设计、无限长管状织物一次成型覆膜技术、理论与实际应用如何结合等瓶颈问题。研究团队由来自产业用高性能纺织复合材料、机械、建模和数值模拟等多个学科背景的专家组成,共同促进了项目的顺利完成。
依托天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室,该研究成果已在北京北燃环能工程科技有限公司和天津安纳赛能源科技有限公司成功转化应用,除此之外,还向石油输送管道内衬材料、热力输送管道内衬材料、排水输送管道内衬材料、给水输送管道内衬材料等各种管道修复领域不断拓展。
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从传统纺织迈进“高精尖”
谈及科技创新,张淑洁认为,纺织服装行业作为国民经济的重要组成部分,面临市场竞争愈加激烈、劳动力成本持续提高、需求结构不断转变等挑战,纺织服装企业需加强企业创新、品牌建设和市场营销,注重节能和环保,实现绿色可持续发展。
近年来,天津工业大学纺织科学与工程学科围绕国家、纺织行业“十四五”规划和天津市产业规划布局,依托天津工业大学“纺织未来技术研究中心”,强化与材料、机械、控制等学科的结合,促进学科内不同方向的融合,推进基础研究与应用研究的交叉,培植新的学科生长点,积极拓展学科内涵和外延,在膜科学与技术、先进纺织复合材料、非织造材料、纤维界面技术、先进纤维与前沿纺织技术、纺织智能制造等研究方向上形成了一系列特色鲜明、优势突出的重要成果。
学科的创新成果从传统纺织迈进高新技术和战略新兴产业,用于航空航天、医疗卫生、国防、交通、建筑、农业、环境、能源等领域,在新材料、新能源、航空航天、新能源汽车、主动健康、智慧养老、医疗保健、应急防护等重点产业发展中发挥重要作用,为国家战略需求和重点任务完成及纺织行业的高质量发展提供有力支撑。
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创新成果为高质量发展提供有力支撑
近年来,天津工业大学纺织科学与工程学科以国家级一流学科建设为契机,服务国家重大战略需求,以科技赋能发展,在先进纺织复合材料、分离膜材料、功能性非织造材料、绿色染整技术、高性能纤维等方面取得长足发展。
在纺织复合材料方面,天津工业大学纺织科学与工程学科培养和凝聚了纺织复合材料领域杰出人才和优秀研究团队,服务天津市航空航天重大战略需求和京津冀经济发展需要,形成对天津市新材料、航空航天和汽车等三大产业的技术和智力的重大支撑;逐步建成国内外具有重要影响力的先进纺织复合材料科学研究和技术创新高地,为国家实施军民融合发展战略提供强有力支撑。
以分离膜与膜过程国家重点实验室为核心,天津工业大学建设了国家重点实验室、企业国家重点实验室、上市公司等创新企业为主体的膜产业协同创新中心和京津冀环境污染控制协同创新中心,建成具有国际重大影响的分离膜科技学术高地,服务于天津市生物医药、新能源、新材料等产业,为国家和天津市实施创新驱动发展战略提供强有力支撑。
立足“天津市非织造布技术工程中心”,天津工业大学提升非织造材料与工程的科技创新能力、产品开发能力和技术提升能力,加快先进技术转移和科技成果转化,打造世界知名的非织造材料创新与技术推广中心和人才培养高地,为企业提供人才、科技、信息等全方位的技术服务,逐步形成医疗卫材、工业过滤等产业技术联盟,支撑天津市生物医药、新能源、新材料、汽车、石油石化等产业向高端领域发展。
强化纺织化学与染整工程学科与化学、化工、环境工程等学科的协同与交叉融合,针对纤维材料高性能、多功能、绿色化的发展趋势,天津工业大学在功能纺织品制备、纤维材料加工的节能减排和资源循环领域进行重点突破,形成高性能纤维油剂、纺织品生物染色、防护功能纺织品和印染废水光电技术处理等一批引领性原创成果,引领行业进步,为行业培养复合型创新人才,为纺织产业绿色低碳发展提供支撑,促进国家“碳达峰、碳中和”目标实现。
基于材料、化工、生物、信息、人工智能、能源、环境等多学科交叉融合与技术突破,天津工业大学以“绿色、智能、超性能”为特征,开展先进纤维材料基础与前沿纺织技术、高性能纤维及其纺织品加工与制备、功能与智能纺织品设计与制备等先进方法与关键技术研究,在高功能与高性能纤维的“聚合-成形-加工”关键技术、生物基和可降解纤维材料、纤维聚合物的差异化技术等方面培育关键核心技术,在公共安全与应急保障用功能纺织品、精准锻炼与主动健康用智能品等领域提出颠覆性技术,实现重大科技成果转化,支撑智能家居生态、生命健康监测与健康养老等智能科技产业等新兴产业发展。
谈及未来,张淑洁表示,天津工业大学纺织科学与工程学科将继续发挥重要作用,为实现“两个一百年”奋斗目标高质量培养纺织领域科技领军人才、高标准打造大科学平台、高水平产出颠覆性创新技术、高效率转化前瞻性科研成果。同时也希望中国纺织科技成果对接峰会暨“中国十大纺织科技”评选活动能够有机会在纺织类高校举办,进一步激发高校教师参与科研成果产业化的热情,促进校企合作,提高纺织专业学生对技术前沿的认识,在业内形成更加广泛的影响力和号召力。


