先日、記者は東華大學(xué)材料科學(xué)?工學(xué)院の潘鼎教授の実験室に入り、炭素繊維の不思議なところです。

実験室では、潘教授は黒い炭素繊維の原糸を切り出し、200グラムの分銅に結(jié)び付け、ステントに掛け、2000℃の高溫の噴火銃で炭素繊維をアライメントした。焼斷されていないだけでなく、炭素繊維は觸っても熱くなく、外観は少しも変化していない。

「炭素繊維を製造する過程は、簡(jiǎn)単に言えば『原糸+炭化』です」と潘鼎教授は記者に語った。ビスコース糸、ポリアクリロニトリルまたはアスファルトなどの有機(jī)母體繊維は、1000℃?3000℃の高溫の不活性ガス処理を経て、結(jié)果として炭素を除くすべての元素が除去される。潘鼎教授は、1980年代、我が國(guó)の第1の戦略兵器は最後の2つの長(zhǎng)い攻撃ができないレガシーの難題に直面していたと回想している。その一つの「ブロックタイガー」は宇宙飛行級(jí)の高純度ビスコース基炭素繊維である。大陸間弾頭防熱層の重要な材料として、宇宙飛行級(jí)の高純度ビスコース基炭素繊維の性能、品質(zhì)は飛行の品質(zhì)と成否に直接関係する。原料の要求が極めて高く、製造技術(shù)が極めて難しかったため、當(dāng)時(shí)は米露の2つの超大國(guó)だけが保有していた。

「難関は攻められず、ミサイルは天に上がれない！」潘鼎教授が率いる炭素繊維プロジェクトチームは危機(jī)に瀕し、綿パルプ基セルロースを原料とし、前後して「原糸、技術(shù)、強(qiáng)度、廃棄」などの難関を攻略し、4年間苦戦し、炭素繊維生産の基礎(chǔ)理論、技術(shù)、製造などの面で突破し、宇宙クラスの高純度ビスコース基炭素繊維の開発に成功し、我が國(guó)はこれにより世界で3番目に宇宙クラスの高純度ビスコース基炭素繊維の開発技術(shù)を掌握した國(guó)となった。

新材料産業(yè)の「世代交代?グレードアップ」のために、科學(xué)者はまたポリアクリロニトリル基炭素繊維の持続的な難関攻略に投入した。ポリアクリロニトリル系炭素繊維は、ビスコース系炭素繊維に比べて國(guó)防軍需産業(yè)にも使用されているが、航空機(jī)、自動(dòng)車などの交通機(jī)関だけでなく、建材、醫(yī)療機(jī)器、スポーツ用品などの分野にも広く関與している。例えば飛行機(jī)は、以前はアルミニウム合金の消耗品を多用していたが、疲労限界があり、ポリアクリロニトリル基炭素繊維の材質(zhì)に変えると、機(jī)體がより軽く、より速く飛ぶだけでなく、より重要なのは、強(qiáng)度が強(qiáng)化され、破斷確率が大幅に低下し、安全係數(shù)も大幅に向上したことである。また、例えば、沿海都市の空気には塩が多く、高架橋の建設(shè)にも炭素繊維が使われ、耐食性が強(qiáng)化されている。今では庶民の家に飛び込んでいる超軽量自転車、バドミントンラケットも炭素繊維材料で作られている。

2015年までに、國(guó)內(nèi)の炭素繊維生産能力の需要は1萬2000トンに達(dá)する見通しだ。そのため、炭素繊維研究では基礎(chǔ)研究を重視するだけでなく、企業(yè)と協(xié)力して革新し、技術(shù)と技術(shù)の革新を?qū)g現(xiàn)しなければならない。そのため、東華大學(xué)は國(guó)內(nèi)最大の民用炭素繊維生産企業(yè)と東華大學(xué)―中復(fù)神鷹炭素繊維工學(xué)研究センター、東華大學(xué)材料科學(xué)と工學(xué)博士後流動(dòng)ステーションなどの協(xié)同革新プラットフォームを設(shè)立し、企業(yè)の研究開発実力を向上させた。