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燃烧假人实验促进多学科融合催生高性能防护服

燃烧假人实验促进多学科融合催生高性能防护服

发布时间:2016-10-25 11:38

  标准集团纺织行业资讯:燃烧假人实验促进多学科融合催生高性能防护服。东华大学是新中国所纺织高等学府,近10年来,学校没有受社会上建设综合型大学风气的诱惑,而是紧紧抓住纺织特色,在此基础上加强学科交叉,鼓励和支持不同学科之间开展协同创新。学校以传统优势学科纺织学为依托,服装、材料、化工、环境、生物、信息等一大批非传统特色学科纷纷“借船出海”,形成了“百舸争流”的发展态势。
  
  试验中的假人名叫“东华火人”,由东华大学功能与防护服装研究中心研制。它的身上分布着135个传感器,作为生物人体的替身。科研人员通过采集假人衣下、皮肤表面的热流量数据,报告人体皮肤可能受到的烧伤级别,从而定量评估被测服装的整体热防护性能。
  
  这是我国个燃烧假人,按照中国男子体型特征设计,肩、颈、肘、膝等关节能活动调节,可以模拟人站、坐、跑、匍匐等多个动作和姿势,与国外燃烧假人相比,性能优越。研发团队负责人李俊教授说,“东华火人”就是多学科融合的结果,综合运用了生物传热分析技术、人机工程制造技术、传感器技术、燃烧工程和自动控制技术等。
  
  这次试验中穿在“东华火人”身上的防护服,是东华大学材料学院胡祖明教授历时20年研制的成果,材料为一种名叫间位芳纶的高性能纤维。它具有阻燃特性,能在短时间内承受220摄氏度高温,且维持织物形状,不发生熔滴;制成防护服,可以为消防员在突发火情下争取尽可能多的逃生时间。目前这种纤维在我国年产量已达5000吨,据此制成的防护服已经装备现役消防官兵,相关产品在电器绝缘、烟气过滤等领域得到了广泛应用。
  
  “以往是拿布料直接在火里烧,这毕竟是一种粗疏的模拟,只有穿到燃烧假人身上,才能更科学地判断防护服在多大程度上防火,才知道接下来怎么改进。”胡祖明教授形象地说,“燃烧假人外边的火枪是矛,防护服是盾,这种仿真对抗对改进防护服而言是一种极大的促进。在某种意义上,可以说我们的高性能防护服是烧出来的。”实验室人员随后将对假人烧伤情况进行分析,并逐步进行运动状态、持续12秒乃至16秒的燃烧试验,不断对防护服性能加以完善。
  
  “东华火人”的研制,看起来与纺织学科无关,但在运用中却与纺织学科息息相关,在“火人”研制过程中,多学科交叉融合,实现协同创新。李俊教授自豪地说,“东华火人”得益于纺织学科的催生,因为它的存在,我国已成为世界上第五个研制出燃烧假人的国家。该校研制的“神五假人”、“神七假人”曾在模拟太空环境试穿宇航服,为神舟系列舱内外航天服的工程设计提供宝贵的科学依据。
  
  专家表示,燃烧假人系统属于服装科学与生物物理学等交叉的国际前沿科技,“东华火人”实现了对服装整体热防护性能的客观评价,使东华大学纤维纺纱、织布、染整面料、设计加工服装、市场营销等整个纺织业发展链条更加完善,进一步彰显了学校的纺织特色。
  
  在东华大学,学科强强联手开展协同创新已成常态。2003年,学校成立现代纺织研究院,旨在提升传统优势特色学科发展水平,拓展相关学科发展空间,构筑互相联动支撑的学科生态。2010年,现代纺织研究院升格为东华大学研究院,继续定位于促进学科交叉,加强跨学院、跨学科的横向联合。上海世博会前期,学校成立由服装、材料、纺织、化工等学院50名师生参加的项目组,研发世博系列职业服装,“小白菜”志愿者服、参观者服务中心礼仪服饰等成功入选,给游客留下了深刻印象。
  
  东华大学校长徐明稚说,学科发展是一种生态,“一枝独秀”式的单学科发展难有后劲,必须拓宽基础,加强交叉。当前科技发展的一个重要特点是学科交叉,在交叉点上容易取得创新和突破。这就必须重视其他学科在增强特色学科中的作用。