访东南大学教授、本刊科学顾问吴智深

发布时间:2019-08-04 22:52  来源:网络整理  编辑:新旅游杂志社小编  

访东南大学教授、本刊科学顾问吴智深

  图为吴智深教授(中)接受本刊“科学顾问”聘书。

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  上周末,在中国(南京)软件谷采访当天,一个多国专家参与的国际标准委员会网络会议正在召开,日本工程院外籍院士、东南大学教授吴智深忙着参与讨论有关智慧基础设施国际标准的制定。

  受聘为新华日报《科技周刊》科学顾问后,吴智深向记者谈起由他牵头的新型研发机构南京智慧基础设施技术研究院,并高兴地分享了自己的“主业”——高性能玄武岩纤维研发的最新进展。

  牵头新型创新载体建设——

  标准制定发出“中国声音”

  “一定要在国际竞争标准制定中,发出中国的声音。”这场网络国际研讨会,是吴智深近期工作的一个缩影。去年下半年,响应南京市“两落地、一融合”战略,作为新型研发机构的南京智慧基础设施技术研究院在软件谷云密城落地,吴智深担任院长,牵头整个研究院的技术研发。研究院集聚了来自欧美日的顶级专家团队。

  作为南京市重点的新型创新载体之一,这种新型研发机构的创新体制机制要求技术人员不仅“投本领”,也要“投资金”,以增加与研究院的黏性,调动技术专家的积极性,提升创新成果转化的效率以及服务市场的精准度,这种模式让一直看重产学研用结合的吴智深感到大有可为。

  从“建设期”转变到“维护期”是吴智深对于当下城市基础设施发展方向的判断。南京长江大桥修缮项目安装了对结构关键部位进行全面扫描、精准探测的区域分布光纤传感系统,特别是在主体钢筋、桥墩与桥体的连接处等关键部位,这样就可以对大桥相关部位进行24小时全天候监测。“相当于给大桥装‘心电图机和胃镜’,通过光纤从微观到宏观信息的传感,得出各种监测数据,再进行大数据分析。大桥病变和灾变的早期‘症状’将被及时发现,安全性及使用寿命高度提升。”吴智深说,这背后应用的就是土木工程结构区域分布光纤传感与健康监测关键技术,该技术项目曾获国家科学技术奖技术发明二等奖。

  “一大批的桥梁隧道、高铁地铁设施、楼宇高塔等大型城市基础设施以及其他电力、海洋及航空基础设施需要监测以及管养,如何利用信息化及智能化手段开展精准监测和预警,是当下重大工程维护的迫切需求,也是国际上技术竞争的课题,以及未来发展方向。”吴智深打了个比喻,工程结构体内部有各类疑难杂症,如心脏病、胃病,甚至癌症。困难的是,这些重大工程结构物不能像人一样集中到医院去接受精密检查,再者,各类疑难杂症的早期病状所反映的信息极其不明显。为此,吴智深的团队正着力把合适的精准传感器件合理地装备在结构体的关键部位,精确“感应”出关键部位的分布信息,并结合人工智能等新技术对结构进行全面解析或剖析及诊断,实现治病于末端。据悉,团队开发成功的光纤或碳纤维区域分布传感技术一专多能,可全面代替加速度、位移计、裂缝仪、腐蚀仪进行常规监测。

  为国争光——

  探索高性能玄武岩纤维产业化

  将工程结构智能化监测预警技术研发看作自己的几个“副业”之一,而在采访中,吴智深更加念念不忘的是自己的“主业”——高性能玄武岩纤维。“目前玄武岩纤维技术研发及产业化在全球都还处在初级阶段,一旦我们抓住战略发展制高点,就可抢得先机,以高性能玄武岩纤维为突破口,使我国在高技术纤维领域不再受制于人。”他说。

  玄武岩纤维的综合性能处于在工业上具有广泛应用意义的碳纤维和玻璃纤维之中,具有承上启下的地位。以碳纤维为代表的复合材料(CFRP)虽然在土建交通、汽车船舶、航天航空关键结构的加固和增强中得到较好应用,但在价格及材料韧性等方面的问题将是广泛应用的瓶颈,而玻璃纤维虽然价格低,但蠕变疲劳、耐腐蚀性能较差,限制了其在重要结构中的应用。吴智深说,在此背景下,玄武岩纤维相对具有最高性价比优势,并且我们在掌握核心制备技术等方面已在国际上处于并跑水平,还是一种无污染的“绿色工业原材料”,因而玄武岩纤维复合材料(BFRP)在交通基础设施及汽车船舶等产业中将具有更广阔的应用前景。

  “为满足土建交通重大基础设施结构对性能和材料的需求,BFRP还需通过纤维和复合材料两个层次进行不断提升。” 吴智深说,纤维层次方面,目前已突破了稳定性、量产化、特色化和高端化等问题。复合材料层次方面,通过复合设计、基体增韧、微损伤控制等技术,形成了综合基本力学性能高的BFRP制品,制定了相关的国家行业应用标准,可满足各类重大基础设施对性能和经济性的综合需求。

  既要“学霸”也要“专才”——

  复合型人才培养不可忽视

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