火場等高危環境中,用什么材料制成的防護裝備能有效降低人體受到的傷害;怎樣科學評價特種服裝的防護性能;在高性能防護領域,相關學科如何開展協同“作戰”?9月27日,東華大學召開校慶特色辦學專題新聞發布會,會上展示的兩項科研成果——間位芳綸和燃燒假人為打開這些問號提供了思路。徐明稚校長出席發布會,并就學校堅持特色辦學、多學科協同創新等問題,接受了新華社、SMG廣播電視新聞中心、解放日報、香港大公報等近30家中央、地方媒體記者的采訪。
間位芳綸和燃燒假人分別是東華大學材料學院胡祖明教授團隊、服裝學院李俊教授團隊的科研攻關成果,盡管分屬不同學科,但二者卻在服務民生、促進高性能防護裝備研究問題上“殊途同歸”,存在廣闊的學科合作和協同創新發展空間。對此,徐校長指出,“辦大學要認識規律、遵循規律,走特色發展之路”,建設有特色、多科性的高水平大學就是學校發展的有效途徑。他強調:“當前科技發展最重要的一個特點就是學科交叉,在交叉點上往往有創新、有突破,我們鼓勵和支持不同學科的老師們開展合作,不同思想發生碰撞,才更有可能激發創意的火花。”
為了讓媒體記者對科研成果服務社會有更直觀的認識,學校專門安排記者們在校功能防護服裝研究中心燃燒環境模擬實驗室現場觀看了燃燒實驗。實驗過程中,燃燒假人佩頭盔、戴手套、身著間位芳綸制成的消防服,在12支噴火器的作用力下,瞬間被高達3米的烈焰包圍,并在火海中被連續炙烤長達6秒之久。噴火器停止噴火,消防服上的火焰旋即自動熄滅,并在表面迅速形成黑色的碳化隔熱保護層,沒有發生破損。
據胡祖明教授介紹,服裝之所以能經受熊熊烈火的“烤”驗,這與間位芳綸的優越阻燃隔熱性能密不可分。作為高性能纖維,間位芳綸本身具有阻燃的內在特性,短時間內能承受220℃高溫,且維持織物形狀,不發生融滴,在近400℃時才開始分解,形成碳化層有效隔熱。然而,如此“神通廣大”的纖維多年來受發達國家技術封鎖和市場壟斷,卻始終在國門外徘徊。為了讓國人用上更安全的熱防護用品,填補我國間位芳綸產業化空白,胡教授帶領團隊開始踏上了一條從無到有、披荊斬棘的自主創新之路,經過近20年艱苦努力,最終不僅研制出我國高性能纖維家族的新寵兒——間位芳綸紙,同時技術成果還被成功應用于消防領域,有效促進了間位芳綸消防服國產化進程。
有了高性能纖維保駕護航,防護裝備是否就一勞永逸了呢?在胡教授看來顯然不是,高性能防護裝備的研究其實是一整條產業鏈,既要從纖維層面研究如何提升織物性能,也要從服裝設計等層面思考如何改進結構,還要建立科學合理的防護服檢測系統,不斷發現現有裝備的不足,不斷加以完善。而讓胡教授感到高興的是,李俊教授領銜團隊研制出的燃燒假人,恰恰就是用于檢測服裝的整體熱防護性能。
實驗現場,李俊教授向記者們詳細介紹了燃燒假人的整體研究情況。燃燒假人,是身著防護服置身火場被進行燃燒試驗的人體模型。作為生物人體的替身,通過采集假人衣下皮膚表面的熱流量數據,結合皮膚燒傷評估模型,報告人體皮膚可能受到的燒傷級別,從而科學、定量評估被測服裝的整體熱防護性能。據李教授介紹,這是我國第一個燃燒假人,與其他國家研制的燃燒假人相比,該假人具有模擬中國男子體型特征設計,肩、頸、肘、膝等關節可活動調節等獨特特征,可以模擬人站、坐、跑、匍匐等多個動作和姿勢,“救援人員在火場中是運動的,這樣設計是為了更貼近火場救援的真實環境,也更增加測算防護服性能的針對性和有效性”。李教授和團隊成員形象地把假人叫做“東華火人”。“‘東華火人’是東華大學研制出的服裝仿生假人家族的最新成員,他的兄長‘神五假人’、‘神七假人’曾是在模擬太空環境試穿航天服的‘第一人’,為神舟系列艙內外航天服的工程設計提供了寶貴科學依據。”
一個是產業鏈的前端,從纖維基礎層面入手,把好高性能防護裝備的安全“源頭”,一個是產業鏈的后續,通過科學檢測手段為改進高性能防護裝備提供基礎數據。實驗現場,胡祖明和李俊兩位教授均表示希望進一步加強合作,“合作是必然的,能幫助我們實現‘雙贏’”。