点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:一根纤维的逆袭:追光半世纪,织就“黑黄金”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

一根纤维的逆袭:追光半世纪,织就“黑黄金”

来源:光明网2026-01-15 15:24

  冬日的晋北大地寒意正浓,山西大同千吨级高性能碳纤维示范产业线的纺丝车间内,却是一派忙碌有序的生产景象。从精密喷丝板中均匀挤出的超细丝束,在自动化设备的牵引下缓缓移动,历经乳白色、金黄色、深褐色到棕黑色的色彩蜕变,最终凝成纯正乌黑的纤维——这便是我国自主研发的T1000级高性能碳纤维,表面光滑如镜,转动光线时,还能折射出淡淡的银色光芒。

一根纤维的逆袭:追光半世纪,织就“黑黄金”

  2025年11月,这条生产线正式投产,标志着我国在高端碳纤维领域打破国外长期技术封锁,实现了从“跟跑”向“领跑”的关键跨越。“每一根纤维都来之不易,这背后是几代科研人半个世纪的坚守与攻坚。”中国科学院山西煤炭化学研究所(以下简称山西煤化所)张寿春研究员的话,道出了国产碳纤维产业发展的不易与收获。

  碳纤维被誉为“黑色黄金”与“新材料之王”,是一种含碳量超过90%的高强度纤维材料。T代表拉伸强度,后面的数字越大,碳纤维的力学性能指标就越高。

一根纤维的逆袭:追光半世纪,织就“黑黄金”

  T1000级碳纤维是该领域的高端明珠。在实验室的对比试验中,它的单丝直径不足人头发丝的十分之一,抗拉强度却超过6600兆帕——一根一米长的T1000碳纤维,能轻松拉动约200公斤的物体,相当于三个成年男性的体重总和。更令人惊叹的是,它能在零下180摄氏度的低温到3000摄氏度的高温环境中保持性能稳定,集耐腐蚀、高强度、轻量化等诸多优势于一身,是航空航天、新能源等高端领域不可或缺的战略性材料。

  然而,这份“材料底气”,我国曾苦苦求索数十年。世纪之交,我国尖端领域所需的高性能碳纤维供应紧张、价格飞涨。2001年初,年过八旬的两院院士师昌绪心急如焚,大声疾呼国家大力发展国产高性能碳纤维。彼时,发达国家已掌握核心技术,而我国相关研究尚处起步阶段。

  2005年,形势愈发严峻。日本、美国加紧技术封锁与产品禁运,我国高端领域用碳纤维陷入“断粮”困境,不少国家重要尖端装备面临“无米下炊”的窘境。危难之际,山西煤化所临危受命,承担起宇航级T300碳纤维的生产任务,要求在2008年6月30日前产出合格产品。

一根纤维的逆袭:追光半世纪,织就“黑黄金”

  “当时我们虽有30多年的研究积累,但基本无成熟参考资料,只能摸着石头过河。”张寿春回忆,老一辈科学家曾在简陋条件下建成我国第一条聚丙烯腈基碳纤维中试生产线,产出的“高强Ⅰ型”碳纤维虽性能远不及T300,却解了国家燃眉之急。

  为完成新任务,山西煤化所成立攻关总体组,采用航天工程“两总制”管理方式,在国家经费支持下全力推进技术攻关。2008年6月30日,在最后期限到来之时,产品终于达到用户全部指标要求,为国产碳纤维产业点亮了希望之光。

  此后,我国碳纤维技术逐步进阶,T700、T800等牌号相继实现技术突破与量产,国产化占比逐年提升。但在T1000这一更高端的领域,国外仍牢牢掌握话语权,技术封锁从未松懈。“高端材料买不来、讨不来,只能靠自己研发。”2016年,在完成湿法T300至T800系列研发任务后,张寿春团队毅然瞄准第二代干喷湿法碳纤维技术,向T1000级发起冲击。

  “每一步都是全新的挑战。”张寿春坦言,由于技术封锁,团队只能反复设计论证研究方案,与专家、组员开展数不清的研讨,在不断试错中完善思路、迭代技术。历经8年攻坚,团队终于在基础原理、核心工艺、国产化设备等方面取得突破,形成了具有自主知识产权的T1000、T1100级碳纤维关键技术。

  2024年,山西煤化所联合华阳碳材科技有限公司,在大同建设千吨级高性能碳纤维示范产业线。2025年9月,生产线产出合格产品,关键装备全部实现国产化。这条生产线采用自研干喷湿纺技术,突破了大容量原液高效聚合、多纺位原丝织态控制等核心工艺,产品平均拉伸强度超过6600MPa,打破了超高强度碳纤维细旦化的困境。

  值得注意的是,此次量产的T1000级碳纤维为12K小丝束规格,每束包含1.2万根超细单丝,碳含量超过95%。“这种高强中模的等级定位,既满足刚性承重需求,又具备适配复杂工况的柔韧性,是工业领域的‘黄金配置’。”张寿春介绍,它能有效改善复合材料制品的拉伸比,在航空航天、新能源、低空经济等领域具有广阔应用前景。

一根纤维的逆袭:追光半世纪,织就“黑黄金”

  从T300到T1000,从实验室样品到规模化量产,国产碳纤维产业的每一步跨越,都凝聚着科研人的心血。如今,T1000级碳纤维的成功量产,不仅解决了又一项高端材料“卡脖子”问题,更为我国“十五五”期间高端制造业升级注入强劲动力。

  “材料强则产业强,材料兴则科技兴。”在这条自主创新的道路上,国产碳纤维正从追赶到领跑,用一根根纤细却坚韧的纤维,为我国高端装备发展筑牢材料基石。(光明网记者宋雅娟)

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平为美国总统特朗普举行欢迎仪式

  • 习近平同美国总统特朗普参观天坛

独家策划

推荐阅读
中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等组成的研究团队联合国内多家科研单位,成功研制出1024个量子压缩态输入、8176模式的可编程量子计算原型机“九章四号”。
2026-05-14 09:49
当前,全球科技创新格局深度调整,科技成果转化已成为衡量国家创新体系效能的关键标尺。
2026-05-14 03:05
中国人对天宇的想象,自古便深沉而浪漫。在东华大学,科研人员将来自38万公里外的月球土壤化为一缕缕兼具柔性与强度的星际之丝。
2026-05-14 02:40
近日,中国科学院化学研究所研究员乔燕、王树团队联合国内外科学家,首次实现人工细胞的形态与功能不对称分裂,为理解类生命功能涌现和原始细胞形成提供了新路径。
2026-05-14 02:40
近日,国家网信办、国家发展改革委、工业和信息化部联合印发《智能体规范应用与创新发展实施意见》(以下简称《实施意见》),明确支持探索智能体在城市规划、建设与治理环节的规范应用,同时将智能体安全、可靠、可信作为产业发展的底线要求。
2026-05-14 02:25
“请帮我检索南京附近适合亲子旅游的路线”“我想买个电热水器,请帮我推荐几款实用的”……如今,越来越多的消费者开始将AI(人工智能)当作“随身消费参谋”。从规划旅游路线到挑选酒店民宿,再到日常购物选择,很多消费者习惯先问一问AI工具,再做消费决策。
2026-05-13 09:30
在这一过程中,颠覆性技术正由潜在变量转变为关键变量,成为重塑产业结构、重构竞争格局的重要力量。颠覆性技术具有“路径替代”特征,能够深刻改变产业格局。综上所述,未来产业发展呈现出“技术跃迁—场景转化—工程化扩张”的基本路径。
2026-05-13 09:22
搭载单核180个计算比特自主超导量子芯片的“本源悟空-180”量子计算机已上线运行,开始接收全球量子计算任务。
2026-05-13 02:30
2018年,厦大教师吴彩胜带着一群厦大青年来到这里。他们发现,当地的农副产品虽然产量不小,却因缺乏检测条件,面临“好产品难认证”的困境。
2026-05-13 02:20
浦江潮涌,惠风和畅。5月12日,第十二届亚太经合组织(APEC)食品安全合作论坛(FSCF)会议在上海举行。
2026-05-13 02:25
今年5月12日是第18个全国防灾减灾日,主题是“人人讲安全、个个会应急——提高防灾减灾救灾能力”。
2026-05-12 02:40
习近平总书记在加强基础研究座谈会上强调,基础研究是整个科学体系的源头,是所有技术问题的总机关。
2026-05-12 02:40
当前,我国正处于加快建设教育强国的关键时期。教育作为强国建设、民族复兴之基,战略地位更加凸显,迎来了前所未有的发展机遇
2026-05-12 02:40
十年来,北京大学考古文博学院坚守初心、守正创新,聚焦学科、学术、话语、育人四大体系一体化建设,并以实践创新贯穿始终,让四者协同赋能
2026-05-12 02:40
回顾人类社会发展史可以发现,任何一个国家的崛起都伴随着思想文化的兴盛和知识体系的自主建构。
2026-05-12 02:40
搭载AI创作PPT、AI绘画设计等功能的智能4G无线语音鼠标,具备清洗、离心、分选、培养等功能的全自动细胞制备一体机,覆盖多层级智慧生活场景的AI智能家居……
2026-05-12 02:40
据《自然》报道,联合国正在考虑设立31项新指标,以“补充并超越”全球衡量经济增长的主要指标——国内生产总值(GDP)。古特雷斯当天在美国纽约联合国总部举行的启动仪式上发表讲话,称该报告“迈出了纠正衡量进展方面长期存在的盲点的里程碑式的一步”。
2026-05-11 08:59
在中国科学院空间科学(二期)战略性先导科技专项的统筹布局下,依托中国科学院建制化优势,院内多家单位协同攻坚,成功完成卫星研制工作。接下来,中国科学院计划通过天地联合观测,深入开展有组织、体系化的前沿研究工作,解决一批国际公认的科学难题。
2026-05-11 08:58
面对质疑,路战远和团队天天扎进地里,一边在示范田讲技术,一边用实打实的产量说话。为了把技术讲清楚,路战远团队还自掏腰包,筹集经费40多万元,设计编撰了一套《保护性耕作技术·蒙汉对照》科普画册,把复杂的技术画成生动的漫画,让17万户农牧民看着漫画、学习技术。
2026-05-11 02:45
日前从中国科学院西北高原生物研究所获悉,全球唯一聚焦高寒、高海拔、强紫外特殊生境的专业化种质资源平台——青藏高原生物种质资源库
2026-05-11 03:15
加载更多