홈페이지 >

동화대학: 전기기계전환섬유 및 직물의 에너지와 습열관리기능조절통제항목 수상

2024/12/4 14:54:00 0

　　2024년도 중국방직공업련합회 과학기술상이 최근 발표되였다.동화대학 재료학원 왕굉지 교수가 프로젝트 제1완성인이 연구개발한"기계전기전환섬유 및 그 직물의 에너지와 습열관리기능조절통제"프로젝트 (이하"기계전기전환프로젝트"로 략칭함.) 로 자연과학상 1등상을 수상했다.이 프로젝트는 스마트 섬유 분야에서 이중 돌파를 실현하여 섬유 재료의 에너지 전환과 인체 습열 관리의 새로운 경로를 열었다.

　　옷은 인류의"제2의 피부"로 불리지만 전통적인 원단은 흔히 인체의 피부처럼 지능적으로 온도변화를 감지하고 제때에 조절하기 어렵다."이 기술은 스마트 직물의'감지-에너지 공급-조절'전체 체인을 뚫어 섬유 척도상의 에너지 전환과 습열 조절의 협동 설계를 실현했다."프로젝트 책임자 왕훙즈는 전기 전환 섬유는 지능의 밀착 조수처럼 감지, 조절 및 보호의 다중 임무를 담당하고 있으며 항상 착용자의 편안한 경험을 지킨다고 말했다.전기기계전환프로젝트는 동화대학이 주도하여 5년간의 탐색을 거쳐 섬유구조설계, 성능조절통제 등 면에서 여러가지 독창적인 성과를 거두었으며 섬유로부터 직물에 이르는 다척도구조효과관계를 구축하여 자주적인 지적재산권을 가진 핵심기술체계를 형성하였다.관련 연구 성과는 이미 Science, Nature Communication, Advanced Materials 등 국제 최고 저널에 논문 수 편을 발표하여 여러 국가의 발명 특허를 획득하여 국제 선두 수준에 도달했다.이 성과는 전기기계전환섬유분야에서 중대한 돌파를 실현하였을뿐만아니라 더우기는 앞으로 전천후, 지능화된 기능성복장을 발전시키는데 기초를 닦아놓았다.

　　기술 난관 돌파: 설치에서 실현까지 긴 길

　　과학연구사업에서 우연한 현상은 흔히 돌파의 계기를 내포하고있는데 관건은 그속에 숨어있는 법칙을 포착할수 있는가 없는가에 있다.2020년, 왕굉지 교수팀은 나노발전직물을 마찰하는 전신호테스트에서 뜻밖에 이상한 소음신호를 포착했다.처음에는 실험이 방해하는 현상으로 여겨졌으나, 깊이 연구한 후 점차 새로운 물리적 메커니즘인 정전기 방전 중 플라즈마 주파수의 특성을 밝혀냈다.이 발견은 인체 에너지 결합의 새로운 메커니즘을 검증했을 뿐만 아니라 무선 에너지와 신호를 동시에 전송하는 전기 기계 전환 섬유 기술의 돌파를 추진했다.이 성과는 지능직물의 자주적에너지공급의 병목을 돌파하였고 방직품의 다기능화설계에도 새로운 사고방식을 제공하였다.

　　그러나 이는 왕굉지팀의 10여년간 지능복장연구중의 절편일뿐이다.에너지 관리에서 습열 조절에 이르기까지, 감지 응답에서 변형 변색에 이르기까지, 그들은 시종 스마트 방직품의 핵심 기능 수요를 중심으로 체계적인 연구를 전개하고, 재료 과학을 기초로 끊임없이 기술 혁신을 추진한다.에너지 관리 방면에서 팀은 정전기 효과에 기초한 섬유 발전 기술을 개발하여 스마트 의류에 신뢰할 수 있는 자주적 에너지 공급 방안을 제공하였다;습열 조절 분야에서 그들은 섬유의 미시적 구조를 최적화하고 극한의 환경을 시뮬레이션하여 재료 성능을 테스트하여 스마트 의류의 편안함과 실용성을 향상시켰습니다.센싱과 변색 기술은 스마트 직물에 더 많은 가능성을 부여하여 환경 모니터링, 생리 신호 포착, 동적 외관 조절 등 분야에서 광범위하게 응용할 수 있도록 한다.

　　"과학 연구에는 지름길이 없다. 모든 축적은 조금씩 다져야 한다."이러한 연구를 관통하는 것은 팀 구성원들의 디테일에 대한 집착과 실천의 뿌리이다.그들은 실험조건의 제한을 극복하고 자주적으로 설비를 설계하여 가설을 검증하였다.복잡한 환경의 도전에 직면하여 고온과 습한 로천환경에서 재료성능을 반복적으로 시험하고 매일 시험설비와 기록데이터 사이를 오가며 한조의 상세하고 확실한 데이터로 과학적가설의 유도와 수정을 지탱하고있다.기초리론의 돌파로부터 규모화제비기술의 착지에 이르기까지 매번 진보는 도전으로 가득차있지만 다음단계의 혁신을 위해 길을 닦아놓았다.

　　2024년, 왕굉지 교수는 지능섬유분야에서의 중요한 연구성과로 중국방직계의 최고영예인 삼마학자상을 수상하였다.이 상의 배후에는 10여년간 꾸준한 탐색과 실천이 있으며 수차례의 실험에서의 견지와 돌파가 없으며 미지의 분야에 대한 끊임없는 탐구에 대한 열정과 집중이기도 하다.

　　성과 전환: 실험실에서 산업화까지의 섬유혁명

　　과학 연구의 종점은 실험실에 그치지 않고 실제 응용과 산업화에 있다.전기기계전환섬유기술을 연구성과에서 현실제품으로 전환하기 위해 왕굉지 교수팀은 여러 기업과 련합하여 자주적인 지적재산권의 규모화된 전기기계전환섬유의 공업화생산라인을 건설하였다.이 생산 라인의 성공적인 운영은 실험실의 선진 섬유 기술을 시장에 내놓을 수 있는 기초를 다졌고, 방직품 제조의 효율과 일치성을 현저하게 향상시켰다.

　　생산라인의 기술성과에 기초하여 팀은 학교 상해국제패션과학창조센터, 해파패션디자인 및 가치창조협동혁신센터, 상해국제패션창의학원, 방직학원, 복장과 예술디자인학원, 정보과학과 기술학원 등과 합작하여 과학기술치파오를 공동으로 개발한다.감지, 변형 및 변색 섬유를 내장함으로써 실시간 모니터링, 형태 변화와 시각 효과의 동적 융합을 실현했습니다.이 계렬의 치파오는 현대지능기술을 전통복식문화에 융합시켰을뿐만아니라 더우기는 착용미학과 첨단과학기술기능이 결합된 본보기로 되였다.그 혁신설계는 에든버러예술제에 모습을 드러냈으며 중국방직공업의 상징적성과로 새 중국 창건 70주년 성과전에 올라 전통방직공예와 현대지능기술의 심층적인 융합을 충분히 보여주었다.또한 스포츠 의류와 의료 방호복 분야에서 팀은 직물 습열 관리 성능 개선을 통해 기능성과 편안함을 겸비한 제품을 개발했다.이러한 협력은 전기기계전환섬유기술이 실험실의 돌파일뿐만아니라 더우기는 전통방직산업이 지능화, 기능화 방향으로 매진하도록 추진하고있음을 충분히 설명해주고있다.

에든버러 페스티벌을 빛낸 하이파 치파오

　　가장 눈에 띄는 것은 팀이 개발한 에너지 수집, 신호 발사, 발광 디스플레이를 일체화한 발광 섬유 기술이다.이 섬유는 비폰 노이만 아키텍처를 채택하여 에너지 결합과 무선 신호 발사의 깊은 결합을 통해 기능 설계에서 통합 혁신에 이르는 중요한 돌파를 실현했다.발광섬유는 복잡한 환경에서 효율적으로 운행할 수 있을 뿐만 아니라 유연한 맞춤형 특성을 가지고 있어 스마트 의류, 수중 구조 및 동적 표지 등 여러 장면에 응용할 수 있다.그 독특한 성능과 광범위한 응용 잠재력은 팀이"Science"에 발표한 연구 논문에서 상세히 서술되었고, 동시에 이 기술은 방직 분야의 올해의 10대 과학 기술 성과 중의 하나로 선정되었다.

　　전승 전망: 초심으로 미래에 경의를 표하다

　　다년간의 끊임없는 노력을 통해 왕굉지 교수팀은 지능방직분야에서 일련의 중요한 돌파를 가져왔다.전기기계전환섬유의 핵심기술을 둘러싸고 그들은 실험실에서 규모화생산에 이르는 도약을 실현하였을뿐만아니라 지능현색과 변색, 열전기와 마찰전기에너지전환부품, 리튬전기와 아연공기유연성에너지저장부품 및 인간과 컴퓨터의 상호작용방직품 등 방향에서도 혁신적인 연구를 전개하였다.이러한 작업은 스마트 웨어러블 기기, 건강 모니터링 및 휴먼 컴퓨터 인터렉션 등 분야에서 스마트 섬유 기술의 광범위한 응용을 추진하여 미래 산업 발전에 중요한 버팀목을 제공합니다.

　　2024년부터 팀은 Science, Science Advanced, Nature Communications(3편), Advanced Materials(2편), Advanced Functional Materials(5편), Matter, Device(2편) 등에 여러 논문을 발표했다.이러한 연구는 동화대학의 스마트 방직 기술 분야에서의 최전방 지위를 과시했을 뿐만 아니라 관련 산업의 기술 혁신에 새로운 원동력을 주입했다.

　　개교이래 동화대학은 시종 과학기술혁신과 봉사사회를 깊이있게 융합시켜 방직과학기술로 국가발전을 돕는 분투사를 썼다.새 중국 창건 초기에"의복을 입기 어려운"문제를 공략하던데로부터 개혁개방후 방직공업의 기술승격을 이끌었고 다시 현재 지능방직기술로 미래산업공간을 확장하기까지 동화대학의 과학연구발걸음은 시종 시대발전과 긴밀히 련결되여있다.

　　부동한 력사단계에서 동화대학은 실제행동으로"방직으로 나라에 보답하자"는 초심을 실천하였다.추운 지역의 수요를 만족시키는 고성능 군용 의류를 개발하는 것부터 민용 방호 원단의 보급을 추진하는 것, 방직 업계가 녹색화, 지능화로 전환하는 것을 지탱하는 것에 이르기까지 모든 돌파에는 몇 세대 동화 사람들의 지혜와 심혈이 응집되어 있다.이번 수상 프로젝트는 바로 이러한 정신이 새로운 시대하에서 지속되는 것이다. 그것은 과학기술을 유대로 전통 방직 공예와 현대 스마트 기술을 유기적으로 결합시켜 방직 산업의 미래에 방향을 제시한다.

왕홍지 교수 과제팀 중국 실크박물관 방문 학습

　　왕훙즈는"과학기술 혁신은 반드시 실제 수요에 착안해야 한다. 실험실에서 나와 생활에 융합해야만 기술이 진정으로 사회에 행복을 가져다 줄 수 있다."앞으로 팀은 스마트 방직 기술의 혁신 발전을 더욱 추진할 것이다.그들은 세 가지 방향을 중점적으로 깊이 갈고 닦을 계획이다: 첫째, 스마트 방직 재료의 성능을 향상시키고 건강 모니터링, 환경 응답 등 분야에 개성화와 맞춤형 솔루션을 제공한다;둘째, 산업사슬의 상하류와의 협력을 심화하고 과학연구성과의 시장화진척을 가속화한다.셋째, 지속가능한 발전에 초점을 맞추고 록색섬유재료와 저에너지소모제조공예를 개발하여"이중탄소"목표를 실현하는데 방직령역의 지혜와 힘을 이바지해야 한다.