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农民李官奇十年制成大豆纤维  

2006-12-04 15:41:00|  分类: 创新中国 |  标签: |举报 |字号 订阅

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农民李官奇十年制成大豆纤维
农民李官奇十年制成大豆纤维 - 新知周刊 - 《新京报·新知周刊》
www.thebeijingnews.com · 2006-12-4 11:16:01 · 来源: 新京报
农民李官奇十年制成大豆纤维 - 新知周刊 - 《新京报·新知周刊》
 
 

国际纺织界称为“第八大人造纤维”

  大豆也可以穿吗?是的,有一种“天绒”,就是把大豆残渣做材料制成衣服。这个技术的发明人,叫做李官奇,他被誉为“奇人”,因为他用了10年的时间、3800万元的代价,终于把一项梦想变成了现实。

  在自主创新的洪流中,李官奇和他的大豆蛋白纤维是个有些突兀的存在,高中文化农民的身份和一个世界高度的科研成果———“大豆蛋白改性纤维”,一个成为中国在世界化纤领域的首个原创技术,惟一由我国自主研发并拥有知识产权的人造纤维。

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李官奇发明的用豆粕做成的丝线。

农民李官奇十年制成大豆纤维 - 新知周刊 - 《新京报·新知周刊》

有点“一根筋”的发明家李官奇。

  在世界人造纤维的发展目录上,“1999年中国人李官奇发明大豆蛋白质改性纤维”赫然在目。在此之前,1935年,美国人WallaceH. Carothers发明涤纶纤维(的确良);1944年,美国杜邦公司发明腈纶纤维(人造羊毛);1955年,意大利人纳塔氏发明丙纶纤维。

  李官奇的神奇之处,在于利用大豆榨过油的饼粕,提取分离蛋白后用新的生物化学工程技术生产一种大豆蛋白纤维,把原来食用的东西转换成穿着用的一种新材料。在第四十二届国际人造纤维会议上,这种纤维得到一致肯定,得到了不同专家的一致好评,被国际纺织界称为继涤纶、锦纶、氨纶、腈纶、丙纶、粘胶、维纶之后的全球“第八大人造纤维”。

  大豆纤维梦想萌生

  用动植物蛋白质转化为天然纤维由来已久,远古开始,人类始祖用蚕丝来纺布制衣,就是根据这一原理。时间推移到现代,人类开始试图仿效这一原理,用人工的方法,从动植物蛋白质中提取纤维。

  这一技术吸引了许多科学家前赴后继。在上个世纪,意大利、英国、美国、前苏联的科学家曾分别从牛奶、花生、玉米、大豆豆粕中提取过蛋白质,但都因纯纺性能差,无法进行纺织加工而中断。1991年的一天,李官奇在一本国外《化学文稿》上看到一篇文章,说豆粕里的大豆蛋白可以纺丝。当时,国内正在进行蚕茧大战,一吨桑蚕丝的价格卖到十六七万元。既通晓市场规律又热爱科研的李官奇想,如果这项技术研制成功了一定有市场。

  此时的李官奇,作为改革开放之后的第一代乡镇企业家,先后涉足过面粉加工机械、油类机械、饲料机械的制造,都大有斩获。

  大豆蛋白纤维念头的产生只在一瞬,当时李官奇计划用3年时间攻克这一课题,不料,实现它竟花费了十年的苦功。研发的艰难,在李官奇举多年积蓄投入之时赫然现身。记者了解到,在那段日子,为了排除外界干扰,李官奇把2.8万元买的“大哥大”关机,把固定电话线拔掉,埋头看书,思考,做实验。由于进度迟缓反复,李官奇家的经济几乎到了破产的边缘,在1996年至1997年最困难的时候,家里连吃面都得到面粉厂去借。一贯支持他的家人都为他担心,劝他放弃大豆蛋白纤维项目。但李官奇比常人更执著。他更加勤奋了,到离家50公里外的濮阳搞试验,一年到头难得回家一次。那些日子里,他的四周是成捆成捆的书报杂志,其中有一大部分是外文的。李官奇找到当地中学的英文老师帮他翻译。那些年他买书的费用就在20万元以上。李官奇以超人的毅力自学了高分子化学、生物化学、试剂化学、分析化学和纤维工艺学等学科。

  十年苦功大豆纤维终面世

  “这个项目的研究我搞了十年,化验室试验、小试、中试和转化为工业化生产线,先后总共进行了800多次试验,平均每3—4天试验一次。我认为反正搞一项科学研究是非常非常辛苦的,特别是我这个项目,它涉及到了很多学科,是一个综合工程研究,再加上我文化程度低,只有高中文化,很多学科的科学书籍都需要自学,自己感到非常累,10年当中搞这个科研项目,夜里白天的琢磨问题和自己亲自实干,累倒、病倒了数十次。”后来,在国家粮食局科技大会上,李官奇回忆起那段时间,仍然是感慨不已。

  “自己给自己找的压力非常大,为啥呢,因为10年当中搞研究的投资费用就有3800多万元,都是自己一个人投入的,搞不好了、转化不成生产力、没有效益就会倾家荡产,自己还有一种感觉,就是觉得同学、朋友、亲戚问起来说你搞这么长时间了,究竟搞得成功不成功?或问行不行,还有的问时间可是不短了,你没有那个能力,没那个本领吧,所以在这方面我也有很大的压力。”李官奇说。

  功夫不负有心人,1999年,李官奇的大豆蛋白质改性纤维制作工艺研制成功。2000年6月,李官奇找到青岛大学纺织工程系的韩光亭教授,委托青岛大学全面测试大豆蛋白纤维的性能,测试表明,大豆蛋白纤维具有非常明显的优点,当然,和所有的纤维一样,也有弱项。于是,努力仍需延续。2001年,李官奇的大豆蛋白质改性纤维研制成功,通过工业生产线纺出了物理性能完全达标的蛋白纤维。

  历经波折后,李官奇给“大豆纤维”注册了一个好听的商标———沅秀。这个被国际纺织界称为继涤纶、锦纶、氨纶、腈纶、丙纶、粘胶、维纶之后的“第八大人造纤维”,在中国市场上慢慢寻找着突破口,这种被称为“天绒”的人造纤维,意欲像其他“七大纤维兄弟”一样,有英雄用武之地。

  ■技术导航

大豆纤维创新点

  (1)创造性发明点:蛋白质和聚乙烯醇两种物质通过接枝、共聚、共混,制成的大豆蛋白质复合纤维。

  (2)发现点:控制好聚乙烯醇和大豆蛋白质共混液的温度参数工艺,其大豆蛋白质中的生物酶蛋白质分子,催化活性能产生蛋白质与聚乙烯醇接枝共聚。

  (3)研究出大豆球形蛋白质改性后适合于纺丝的技术。大豆球形蛋白质本身是球形圆颗粒状,是不能纺丝的,必须把它改性,改变空间结构,变为线形体的蛋白质。

  (4)研究出使纤维成型时表面形成沟槽,截面为哑铃形及规则多角形的技术,使所得纤维既有导湿性功能,又有较好的透气性能。

  ■相关链接

  大豆纤维属我国原创技术,它属农业领域粮食(大豆)精深加工技术,而且也使粮食(大豆)精深加工后的产品走向新的应用领域,拓展、拓宽了新的用途。

  利用该项目科学技术,用粮食的副产品生产大豆纤维,可替代棉花,节约种棉耕地资源,我国每年棉花(皮棉)年产量为550万吨,大豆纤维若仅代替棉花年总量的25%,就可达150万吨。每亩地按产100公斤皮棉计算,150万吨的大豆纤维可节约1500万亩种棉耕地资源。

  ———节选自李官奇在国家粮食局科技大会的发言稿

  采写/南方都市报记者 刘璐

  ■研发历程

  取榨过油的大豆粕,用浸泡法把其中的蛋白质提取出来,在提纯过程中去掉其中的酶蛋白,杂蛋白,仅留其中的球型蛋白,再把经过提纯的球型蛋白彻底溶解,其中的难点是溶解过程的时间把握和蛋白质分子量的控制。

  在纯纺走不通的情况下,把经过提纯的球型蛋白质和羟基高分子(PVA)聚合物通过添加引发剂进行接技,使大豆蛋白质和羟聚物达到相溶共聚共混,制成非常稳定的纺丝液。为了使纺出的丝具备纤维的柔软度、悬垂性、透气、光泽、导湿性和强度、细度、抱合力等各种可纺性能,关键是选择好纺丝工艺。

  1991年-1993年,尝试用湿法纺丝工艺,几百次实验下来,因速度太慢,改用干法。

  1994年-1995年,开始采用干法纺丝工艺,但遇到了工艺不稳定、温度要求高、纺丝液的浓度不好掌握、在高温高压下蛋白质在液体里容易发生肽链反应,产生酰氨键等问题。

  1995年-1996年,试验干喷湿纺法,但这种工艺对设备制造的精度要求高而且比较复杂,最后又回到湿法纺丝工艺。

  1996年-1997年,重新又回到湿法纺丝工艺实验。

  1998年,大豆蛋白纤维的研制工作有了突破性的进展,通过解开大豆蛋白的部分球型结构、改变蛋白质的分子空间的办法,大豆蛋白纤维既具备化纤的导湿性,又具备棉花的透气性。

 

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