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米其林、法国国家科学研究中心(CNRS)与斯特拉斯堡大学于4月15日共同启用SpinLab联合研究实验室,旨在研究电纺丝过程,以最优方式生产纳米纤维材料,例如粘合剂或过滤膜。
研究团队将在接下来的四年里共同努力,设计一个创新的电纺丝平台,目的是为在交通、能源和环境等多方面创造创新和差异化的纤维材料。
如何操控比头发丝还细100倍的纤维?
这就是米其林公司与CNRS及斯特拉斯堡大学科学家之间的联合研究项目所追求的目标,即在纤维沉积过程中实现一种“静电编织”的操作。
为此,团队将研究物理现象,以创建具有三维有序结构的纤维材料,而不是随机结构。
传统纺织技术使用机械力的作用来形成和沉积纤维,而电纺丝过程则是利用静电力:纤维在强电场的作用下形成并被高度拉伸,快速投射到基材上。
这种方法可以生产直径比头发丝细100到1000倍的连续纤维,并以“垫子”的形式组合,形成一种非编织纺织品,其随机结构类似于棉纱。
针对多种应用的下一代纤维材料
此次合作将关注两个主要方向:
第一个方向是开发一个创新的电纺丝平台,以研究生产多组分纳米纤维材料所需的物理和物理化学机制,控制其形态和纤维组成。
第二个方向则是利用电纺丝和环保方法,开发具有特定特性的“垫子”,以针对多种应用。特别强调两项应用:氢能和零排放交通工具,此外还包括粘合剂。
SpinLab联合研究实验室的研究工作有望在其他领域也能产生应用,例如医学(生物仿生植入物用于组织工程、伤口敷料等)、环境(空气过滤器、液体过滤膜等)和能源(燃料电池膜、超级电容器电极等)。
对于米其林来说,这些进展将使其能够解决两个重大问题:
1. 通过电纺垫提供的结构增强,能够减轻复合材料的重量,从而提高功能性能,同时减少材料使用。
2. 利用非编织膜的渗透性和电导率等特性。这些膜还可以浸泡在活性剂中,以赋予其额外的功能。
SpinLab的建立得到了卡尔诺MICA研究所的支持。
“CNRS对与米其林共同创建这个新的联合研究实验室感到非常兴奋,该实验室将开发创新材料,应用于轮胎、能源和粘合剂等领域,始终坚持我们组织的能源和环境挑战。”CNRS首席创新官Jean-Luc Moullet表示。
“与CNRS和斯特拉斯堡大学共同建立这个新的联合研究实验室,专注于电纺丝,将进一步强化我们在这一创新过程中的联合专业知识。它为创造新材料提供了独特而有前途的前景,适用于关键用途,包括交通、医学、环境和能源。这些用途在米其林集团的目标中至关重要:制造高附加值复合材料,改变我们的日常生活。”米其林研发总监兼集团执行委员会成员Eric-Philippe Vinesse指出。
“联合研究实验室是促进公共研究与企业研究合作的关键工具,符合阿尔萨斯大学创新中心两年前根据研究规划法建立的合作政策,斯特拉斯堡大学是该中心的管理机构。SpinLab联合研究实验室基于大规模合作伙伴关系,主要目的是进行前沿研究,解决重大工业和社会挑战。除了成为一个雄心勃勃的科学项目外,SpinLab还为增加大学的研究资源提供了机会。合作还将直接参与培训十余名博士生和博士后研究员。它也将通过新机会的实习和工业项目,为学生的硕士和工程技术培训项目作出贡献,并实施一个独特的前沿实验技术平台,用于实践培训。”斯特拉斯堡大学副校长兼业务关系与技术转让副校长Michel de Mathelin表示。
关于CNRS
法国国家科学研究中心(CNRS)是全球基础研究的重要参与者,是唯一一个活跃于所有科学领域的法国机构。其多学科的独特地位使其能够汇聚所有科学领域,以揭示和理解当今世界所面临的挑战,并与公共和社会经济利益相关者进行合作。不同的科学相互促进,共同推动可持续进步,以惠及整个社会。(www.cnrs.fr)
关于米其林
米其林的愿景是可持续地改善客户的出行体验。作为移动出行领域的领军者,米其林设计、制造并分销最适合客户需求和使用场景的轮胎,以及提高运输效率的服务与解决方案。米其林还提出了使客户在旅行中享受独特时光的产品。米其林还开发用于多个领域的高科技设备。米其林总部位于克莱蒙费朗(Clermont-Ferrand),在175个国家拥有132,200名员工,运营67家轮胎工厂,2022年总共生产了约1.67亿条轮胎。(www.michelin.com)
关于斯特拉斯堡大学
斯特拉斯堡大学共有57,000名学生,设有35个组成机构、70个研究单位(UR、UMR、UPR)、6个研究支持单位(UAR)、1个联合服务单位(UMS)以及6个联合研究机构(其中3个与CNRS合作)。其多样化和跨学科的教育覆盖所有高等教育领域,近2800名学术人员,其中包括4位诺贝尔奖获奖者及5000多位外部讲师。斯特拉斯堡大学的科研卓越表现使其成为欧洲创新影响力最强的大学(2017年《自然指数》),并在2018年上海排名中跻身全球150所最佳大学之列。(www.unistra.fr)