孫以澤院士：深耕高端“織”造，國家需求是科技創新指揮棒

　　【院士簡介】孫以澤，東華大學機械學院教授、博士生導師，擔任紡織科技創新中心主任。長期在高端織造技術與裝備領域耕耘，主持完成國家、省部級項目21項，研制成功高端編織、機織、針織系列技術與裝備并大規模產業化，獲國家科技進步二等獎2項、省部級科技進步一等獎4項，授權發明專利80多件，發表SCI論文100余篇，建立了高端織造裝備的技術創新體系，實現了高端織造裝備自主可控，為推動我國紡織科技進步做出了重要貢獻。

　　雪花飛揚之中，你是否想起2022北京冬奧會那支名叫“飛揚”的火炬？擁有碳纖維復合材料“身形”的它又輕又強，很美很科技。其背后，有一位新近當選為中國工程院院士的“織夢者”，他就是為冬奧火炬編織“外衣”的東華大學紡織科技創新中心主任孫以澤。事實上，這套“織機”遠遠不止做火炬，從飛機到高鐵等“國之重器”的“大件”都能編。

　　在訪談中，孫以澤院士透露，目前重點研究方向正是碳纖維復合材料預成型體的三維編織技術以及系列成套裝備。高性能復合材料結構件是國民經濟和國防建設的戰略性新材料，具有結構可設計、力學性能好、抵抗層間分離能力強、成型效率高等特點，在國防軍工、航空航天、海洋開發等國家戰略和重要民生領域都有重大需求。

　　他帶領團隊研發了具有自主知識產權的這樣一系列成套裝備，并開發了多種大尺寸高精度三維編織的復合材料產品，如某型火箭發動機尾噴管襯套、某型巡飛彈彈體、無人機結構件、多種飛行器結構件、高鐵列車轉向架、石油化工和海洋工程用復合管材等。

　　【跑工廠、下車間是家常便飯】

　　記者：東華有很好的產學研合作以及產教融合傳統，有一個數據說您帶領團隊與企業聯合研發16個品種的簇絨地毯織機和15個型號的數字化經編機，實現車間智能生產，在工廠里攻關時您是什么樣子的？

　　孫以澤：工廠里的裝備生產車間和產品生產車間就是我們的辦公室、實驗室。無論是數字化地毯織機，還是數字化經編機，都是“大塊頭”的織造機械設備，傳統實驗室空間是裝不下的。跑工廠、下車間是我們的家常便飯。為完成科研攻關，取得進展，我們經常往返于福建、江蘇、浙江、山東、廣東等地，工廠里攻關時非常忙碌、辛苦。雖然身處艱苦的環境，但精神是快樂且充實的。

　　科研攻關是個苦差事，需要幾十年如一日地持之以恒，需要有堅韌的毅力。不能遇到“硬骨頭”就打退堂鼓，而是國家急需什么我們就做什么，要始終“四個面向”，讓我們的成果落地！

　　【藝術靈感化成工程制造三維模型】

　　記者：在國人記憶中，冬奧會火炬的造型像從模具里出來的，但其實是您與合作團隊運用三維立體編織技術，為火炬織出的碳纖維復合材料“外衣”，這么做難在什么地方，以后還有什么大用處？

　　孫以澤：冬奧火炬“飛揚”的外飄帶造型非常特殊，是一個變徑、變曲率且厚薄不一致的高維曲面體，對于工程化制造來說是一種極其復雜的異形結構件。如何將藝術家的靈感轉化成可用于工程制造的三維模型，是火炬外飄帶制造的第一個難題。經過與火炬設計人員的反復探討，最終我們采用多維曲面擬合智能算法，完成了火炬制造的數學建模工作。

　　第二個難點在于如何實現外飄帶的自動編織，我們原創性地開發了異形結構件三維高精度球面立體編織機，提出了錠子優化排布的遞推方法、大曲率偏心編織方法、單紗張力全流程數字化調控、雙機器人協同牽引芯模控制算法等關鍵技術，最終實現了火炬外飄帶的自動化編織。

　　該系列編織機今后主要用于編織大飛機、高鐵等大尺寸復材結構承力件，也可編織螺旋槳、無人機等精密異形結構件。在國防軍工、航空航天、海洋開發等國家戰略領域和高鐵汽車、輸油輸氣、石油化工、新能源等重要民生領域都會有廣泛需求。

　　【隨“蛟龍號”、981平臺深入海底】

　　記者：您領銜的高性能特種編織物編織技術與裝備及其產業化項目，是獲得國家科技進步大獎的“代表作”。為什么項目成果成功應用于“蛟龍號”等深海潛航器、981系列鉆井平臺、神舟飛船返回艙回收等，您能科普一下嗎？

　　孫以澤：高性能特種編織物是用高性能纖維經過特種編織技術與裝備編織成型的繩纜、帶、網和管類編織物，具有超高可靠性、超高比強度、超長超大尺寸、延伸率精準可控、耐高壓、耐腐蝕、耐高溫低溫、耐磨損等功能與結構，是尖端國防和深海、深空、深地、極地用的特需產品。

　　比如“蛟龍號”應用的特種編織物是應急救生纜、深海通訊纜，用于5000米級和7000米級及以上深潛實驗的安全防護和深海通訊。“蛟龍號”如果在海底出現意外狀況，作業母船可通過特種繩纜將其救回，并可實現深海實時數據傳輸、深海通訊。

　　又如981鉆井平臺上的特種繩纜主要用于平臺的系泊、錨泊。這類繩纜均在深海環境中工作，條件惡劣，對繩纜的性能要求極高。通過我們提出的捻度零波動調控方法、張力高精度調控方法等，實現了編織過程中繩纜捻度近似恒定為0、全程張力一致，滿足了特種繩纜的超長尺寸極致性能等要求，開發出大型重載繩纜自動編織裝備實現了超長繩纜的無接頭自動連續編織，大幅提高了生產效率。

　　【當院士的確感到有一些新變化】

　　記者：您的團隊入選教育部第二批“全國高校黃大年式教師團隊”，您作為帶頭人在教書育人上有什么法寶，有什么得意門生？

　　孫以澤：我從教30余年，培養了百余名碩士、博士研究生，包括積極參與2022年北京冬奧會“飛揚”火炬復合材料殼體研發的“2021上海大學生年度人物”李麒陽等。

　　三尺講臺系國運，應始終把教書育人放在首位，人才培養是需要傾注大量心血的。教書育人首要重視學生品格、品行的塑造，培養學生們“愛國、正直、務實”的品質，將個人理想與科技創新相結合，將個人奮斗與國家發展需求緊密聯系起來。

　　言傳身教也很重要，對學生們提出的要求，自己也要做到，只有自己能很好地履行，才能在學生中得到很好的傳承和發揚。同時，也應始終堅持“以研促教，教研相長”，及時將最新科研成果融入理論和實踐教學，以科研反哺教學。

　　記者：作為新當選院士，您覺得自己有什么變化嗎，是不是更忙，在科研教學等方面有什么新的思路和做法？

　　孫以澤：作為新當選的院士，我的確感到有一些新的變化，如今擔子更重，責任更大。需要以更高的要求做好科研創新“領頭雁”，組織好本領域的國家戰略科技力量，繼續開展碳纖維復合材料全產業鏈智能制造裝備的研發及產業化，最終形成復合材料智能裝備完整的技術創新體系，滿足國家重大戰略需求和重要民生領域需求。作為院士教授，還需要以更高的要求當好學生成長的引路人，把教書育人的重任扛在肩上。科技興則民族興，科技強則國家強。