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追“膜”报国 挚爱无悔 ——记2025年何梁何利基金奖获得者上海工程技术大学肖长发教授

每天清晨,73岁肖长发教授在上海工程技术大学宿舍中醒来,简单洗漱后去食堂吃过早餐,就来到位于纺织服装学院四楼的纺织行业纤维膜制备技术与应用重点实验室,开始一天的科研工作。自从来到这里工作,除了出差之外,这样的工作状态他已坚持了整整6年,从未中断。

镜月湖畔,春樱飞燕,夏荷田田,秋杏铺金,冬松凝雪。上海工程技术大学的四季轮回默默见证了肖长发日复一日的执着坚守与用心耕耘。



事实上,肖长发早已功成名就,他深耕于中空纤维膜的研究领域,实现了一系列卓越的重大科技突破,成为了我国中空纤维膜分离材料研发领域关键带头人之一。2008年,他主持完成的新型功能中空纤维膜制备技术及其产业化应用项目获国家技术发明二等奖,相关成果广泛应用于水处理等领域,推动我国中空纤维膜产业发展迈向了新的高度;2013年,依托在纤维材料产学研融合领域的重大成果,他主持完成的功能吸附纤维的制备及其在工业有机废水处置中的关键技术项目获国家科技进步二等奖,全面提升了工业有机废水的治理水平和有机污染物资源化利用率,助力我国纤维新材料产业实现自主可控;此外,2009年他参与完成的复合型导电纤维系列产品研制与应用开发项目获国家科技进步二等奖,实现了导电纤维、导电功能面料和服装的规模化、系列化和国产化生产。

肖长发先后被授予中青年有突出贡献专家”“全国优秀科技工作者”“全国纺织科技创新领军人才”“全国杰出专业技术人才等荣誉称号。2018年他领衔的纤维新材料产学研团队入选首批全国高校黄大年式教师团队。2026年新年伊始,肖长发又荣获了2025年何梁何利基金科学与技术创新奖。

面对重重荣誉,肖长发十分淡然。我不喜欢抽烟喝酒,也没有其他特别的爱好,科研工作成了自己的生活习惯和精神慰藉,难以割舍,只要身体允许和没有其他要紧的事情,就想待在实验室里,尽力多提供一些可以应用的科技成果,为纺织行业的创新发展添砖加瓦。他由衷感谢上海工程技术大学搭建的工作平台和提供的良好工作环境。


响应国家需求  从纺织领域迈向纤维结构研究

上世纪60年代末,初中毕业的肖长发被分配进入天津石油化学试验厂,当时的他懵懵懂懂,跟在师傅们背身,成为一名普通学徒工。三年优异的表现让他获得了选调进入大学升造的机会。当时的他对大学几乎没有概念,那里有很大的操场,是不是可以经常去打篮球和踢足球了?

在天津纺织工学院(今天的天津工业大学),肖长发就读于化学纤维专业。上世纪70年代的中国,穿衣问题是关乎民生与国家稳定的重大难题,核心矛盾是棉花等天然纤维严重不足、耕地粮棉争地、纺织产能有限等,之后化纤工业在中国大地上发展起来,成为解决穿衣问题的核心支柱产业。1979年,被留校任教的他考取了上海的华东纺织工学院(今天的东华大学)硕士研究生,通过学习增强了专业理论基础与研究能力。上世纪80年代,作为公派留学生他又远赴日本福井大学材料化学专业深造。在那个年代,出国留学人员寥寥无几,而完成学业后选择回国服务的更是凤毛麟角,但他在取得博士学位后毅然归国、重回天津工业大学,在更高、更深的层次上继续他的科研教学生涯。

随着中国社会经济的迅速发展,淡水资源短缺和水污染问题开始显现,特别是北方地区普遍缺水,矛盾尤为突出。早在上世纪60年代,就有专家提出打造纤维膜,希望能将水中的污染物过滤出来。当时的想法比较简单,就是将布料做成传统的平板模,让它们发挥筛子的作用,也就是利用较小孔径的膜孔截住污染物,起到过滤作用。归国后的肖长发开始投身于纤维膜领域的科研工作。


创新思维解题  突破污染物清除难题

跟随肖长发走进纤维膜重点实验室,一束束纤细的细绳吸引了记者的目光,那就是各种类型的中空纤维膜,它们有的细如发丝,有的粗如麦管,有着各种不同的用途。但它们又有共同的特点:管壁上都有肉眼难窥见的均匀分布的微纳米级别的小孔。有的纤维膜是均质的一层结构,有的则是二层结构。在二层结构的纤维膜中,里面一层是各种材料组成的表面结构(表面分离层),外面一层是提高其耐受强度做成的筋膜结构,能让其变得韧性十足。

在形似大型保温杯的透明圆柱体内,密布着很多平行排列的纤细细绳,构成了最基础的纤维膜过滤装置。肖长发介绍说,污水可从装置一端入口进入,经细丝过滤后由出口流出,变成清澈水体,污染物被截留在纤维膜上。相比较平面膜的筛除效果,这种纤维膜结构大大提升了污水过滤时的接触面积和截留效率。

今天大量污水处理中使用的是帘式中空纤维膜,把纤维膜打造成密密麻麻的竹帘子放到污水中。当污染物在膜上留存太多时,通过曝气吹洗处理,污染物就被脱除掉。帘式中空纤维膜还会被定期化学清洗,其使用寿命最高可达7年之久。

这样的设计背后包含了肖长发的心血。面对污水资源化的重大需求,肖长发率先提出了一个创新思路——界面作为致孔方法引入纺丝制膜过程,发明了压力响应型中空纤维膜,通过简单调控操作压力,就能改变膜的孔径及孔隙率,成功解决了微孔膜孔道内嵌入式污染物清除的行业难题。传统中空纤维膜生产线经过这项技术的改造,膜的通透性能得到有效改善,反洗效率提高,服役寿命延长。这项被评价为原创性研究成果,处于国际领先水平的技术,很快应用于工业生产,他带领团队下沉一线,建成了国家高技术产业化示范工程,开发出国家重点新产品加强型中空纤维帘式膜组件

肖长发的学生封严已是天津工业大学的教授,她对老师在中空纤维膜领域的贡献如数家珍,传统的中空纤维膜容易污染和堵塞,肖老师独创了界面成孔技术,可调节膜孔孔径的大小,还容易实现膜的清洗,延长膜的寿命,提高分离效率,而膜的机械性能也得到了大幅度提升。


实现工艺创新  为产业开启高质量发展之门

膜的作用,除了过滤还有分离,能够分离多大的物质,是由孔径大小决定的,大到几个微米,小到几个纳米;在分离中能承受多大的强度,耐受多高的温度,以及是否耐受化学试剂等是由打造膜的原材料决定的。化工领域的蒸馏分离,主要是在加热过程中根据熔点和沸点进行物质分离,如果用膜分离,能耗可以大大降低,生产成本要少了很多。

随着新技术的应用与创新发展,肖长发在其研究过程中发现,以往的异质纤维增强膜(表面分离层与筋膜为不同物质)存在着界面易剥离等弊端。为此,他下决心突破传统技术设计思路的藩篱,带领团队创建了中空纤维膜多重孔结构设计、构建、重组及优化理论,发明了熔体/溶液一体化在线复合技术,开发出了兼具高强度和高分离精度(膜孔径小且大小均一)的新一代同质增强型中空纤维膜,建成了国内外首条同质增强型中空纤维膜生产线,实现聚合物中空纤维膜的高性能化。这种膜界面结合状态好、表面分离层薄、能耗低,特别适用于重度和复杂污水处理,同时还解决了废弃异质膜丝不易回收再利用的行业共性难题。这项原创性技术成果获得国际领先的高度评价。沿着这一创新思路,开发的国家重点新产品同质增强型PVDF中空纤维膜及膜组件”“熔融纺丝法高性能聚偏氟乙烯中空纤维膜等被广泛应用于水处理等领域,系列成果转化实施培育了天津膜天膜科技股份有限公司(时为天津工业大学控股),该公司后来成功上市,成为了天津市著名的高科技企业。

海上、河流及港口码头油品和油性危化品泄溢等形成的大面积水面轻质薄油膜的应急处理属于世界性难题。通常是用无纺布吸附或化学药剂分解等方式处理,不仅费时,而且效率低。用了肖长发团队利用亲油疏水材料研制的纤维膜材料,水面薄油膜的处理从原本的事故处理变成了一场赏心悦目的水面油膜抽取回收的胜景。将硕大的放置了千万根中空纤维膜的浮萍状帘式膜装置放入水中,任由油品进入其中而水被截住,神奇的一幕出现了:在膜装置的一侧开口中,出现了汩汩的油品,它们被抽取上来后,可被送进石油化工企业发挥原有作用,而海洋、河流也可恢复生态环境。在研发过程中,肖长发团队还开发出水面围/吸油缆、回收油膜及危化品船舶和无人艇集成装备、便携式吸油器、替代蒸馏操作的废油再生膜分离装置等,为解决水面薄油膜应急处理(回收)和废油品再生等难题提供了全新途径。

在实验室里一种黄色中空纤维膜引起了记者注意。肖长发介绍说,这种中空纤维膜的材料是可做防弹衣的有机纤维材料,特别耐热,也耐有机溶剂,这样的特性使其在溶剂、饮品、药品和生物制剂等分离纯化方面有很好的应用前景。


重病重获新生  以赤诚之心躬耕不辍

很难想象眼前精力旺盛的肖长发在十几年前曾是一位重病患者。2009年,56岁的肖长发曾罹患淋巴癌,初时他并没有在意,以为只是疲劳而已,依然忘我地埋头工作,身体特别不适时才去就医,发现肿瘤时被确诊为晚期。治疗之路异常艰难曲折。两年间,历经大剂量化疗、自体造血干细胞移植等一系列高强度治疗,他凭借顽强意志与病魔顽强抗争,最终战胜病痛,重获新生。

康复之后的肖长发很快又回到了科研一线,科研是我的工作,更是我的精神和力量,能活下来就应该再做点事情,为国家多奉献一些!

来到上海工作的肖长发依旧保持着在天津工作时的习惯和节奏。

团队的冀大伟副教授告诉记者,肖老师挚爱科研,他喜欢默默无闻地做科研,很少给学校提要求。他指导硕士、博士生论文都是亲历亲为,学风严谨,为人师表。  

肖老师每天起早贪黑地做科研,团队规定9点到实验室,肖老师每天都是最早到的,晚饭后还经常到实验室,周六周日也是如此,比年轻人都勤奋!团队的闫静静博士最佩服肖长发的敬业和负责精神,我们团队不少科研任务都是企业委托的横向项目,从小试到中试到最终落地,肖老师总是和我们一起去企业实地工作,如为了国内首条年产100PVDF全拉伸复丝纤维一体化生产线落地,他多次到相关企业现场工作。

在肖长发荣获何梁何利基金科学与技术创新奖后,天津膜天膜科技股份有限公司董事长范宁第一时间向肖长发表示了祝贺,他说自己特别钦佩肖老师,肖老师是公司核心技术的主要奠基人,年过70还坚持奋斗在科研一线!


膜启产业新程  希骥未来激活发展新动能

攻克含氟聚合物纤维规模化制备关键技术与应用的难题,生产的纤维高端滤布已应用于生物、食品、药品、化工等领域,打破国外垄断;开发的印染行业膜法水处理与液体元明粉回用关键技术,已帮助众多企业实现印染废水深度处理超70万吨/日,减少废水排放量10万吨/日以上;发明的基于超亲油疏水中空纤维膜的净化处理技术,实现膜对油的强选择性、油品的高透过率及水分与杂质的高效截留率;在国际上首创热法纤维增强PE中空纤维膜制备技术,膜产品综合性能优于国内外同类产品……在上海工作的六年期间,肖长发主持和完成了国家自然科学基金项目和重点研发专项课题,完成了大量的横向项目,科研经费突破了千万,多项研究成果实现转化应用,交出了一份扎实厚重、实绩斐然的成绩单,做出了实实在在的科研贡献。

从天津到上海,从实验室到产业化,从理论研究到产品开发。肖长发用近半个世纪的坚守和探索,解决了行业领域很多技术难题,打破了国外技术垄断,助力我国在中空纤维膜分离材料领域走到了世界前列。

纤维是由连续或不连续细丝状物质构成的材料,聚合物、金属、陶瓷都可以制成纤维,而纤维膜的研发与应用是激活传统产业新质生产力的一大抓手!肖长发对于未来有着很多畅想,纤维膜技术在环境保护、资源回收、新能源等产业的升级和技术更新迭代中将起到愈加重要的支撑作用。

上海工程技术大学校长娄永琪教授这样评价肖长发的成就:他的获奖生动诠释了科学家精神与大先生风范,其数十年坚守、谦逊务实和攻坚克难的品质,是全校师生的学习榜样。

在上海这片创新热土上,肖长发将继续为我国纤维膜事业续写新的篇章……

原文链接:https://www.shkjb.com/content.html?id=242729

发布部门:上海科技报
发布日期:2026-02-25
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