破解惡劣環境取水難題、助力廢舊紡織品重獲新生……學年結束，東華大學的學子們不僅學有所成，更學以致用，研有所獲，一些課題研究或發表于權威學術期刊，或獲得國家專利。

“膜法凈水”，破解極端環境取水難題

“有沒有可能做一種比‘霧網’更輕、更小、更高效的材料，讓人類從空氣中直接取出凈水？”這是東華大學材料科學與工程學院碩士生姚家傲，從紀錄片中看到沙漠居民用“霧網”凝結空中的水汽并收集后提出的假想，這也成了姚家傲與團隊開啟“極端環境凈水材料”研發的原點。他們希望能設計出一種不依賴電力、不依賴設備，只靠自然條件就能吸附并凈化空氣中水分的材料，幫助水源貧瘠的地方解決“喝水難”的問題。

團隊成員討論實驗方案

姚家傲和團隊成員從植物“空氣草”中汲取靈感，這種植物能在干旱氣候中吸收霧氣存活。團隊通過模仿其葉片的非對稱結構，歷經無數次實驗，開發出一種“雙面性”POPs膜材料，一面粗糙親水負責集水，一面光滑疏水用于保水。當第一滴“霧水”在那張膜上凝結而下，落入燒杯，真正開啟了團隊“膜法凈水”的征途，也引發了他們第二個思考：如果這套技術能用于沙漠，那海島呢？像海島、鹽湖這樣“水很多但都不能喝”的情況也同樣很普遍。

極端環境大氣集水“POPs”膜實物

于是，團隊又開始挑戰海水淡化的新課題，他們思考，如果能把白天的陽光、晚上的海浪這些自然能量變成“蒸汽”，是否能讓海水自己“變清”？他們將光熱吸收材料與壓電材料組合，開發出一種能在陽光和波浪雙重作用下工作的“復合蒸發膜”。經過測試，證實了這套設備能夠在自然能驅動下穩定產出可飲水。

隨著研究的深入，團隊關注到第三類極端場景：高鹽、高污染的鹽湖地區。于是，團隊提出更進一步的挑戰——開發一種具備“抗菌自清潔”能力的膜材料，讓其在極端環境中依然保持穩定凈化性能。通過不斷試驗，團隊創新性地將具有光敏抗菌特性的卟啉基團引入POPs膜材料中，使其在光照條件下自動釋放活性氧，持續殺滅膜面細菌，防止生物膜形成；同時，膜體具備良好的孔隙結構，確保鹽分攔截和水通量的平衡。經過反復測試，一款適用于鹽湖等高污染水源的抗菌復合膜誕生了，該膜具備高通量、高過濾率與抗菌性，能夠實現穩定的水質凈化。

團隊在戶外實地場景做測試

目前，團隊的三類POPs功能膜產品——大氣集水膜、海水蒸發器、抗菌納濾膜，已完成中試測試，并與數家企業和國際水務機構達成合作意向。相關科研成果也相繼發表于《德國應用化學》（Angewandte Chemie）等權威學術期刊。

智能分揀系統讓廢舊紡織品“重生”

憑借98%的高識別準確率和3600件/小時的處理效率，東華大學機械工程學院2022級本科生楊瑞所在的學生團隊，研發出“織覺智鑒——廢舊紡織品智能化分揀系統”，助力行業分揀，為紡織業綠色轉型注入創新動力。

分揀系統實物圖片

“廢舊衣物成分極其復雜，人工分揀不僅效率低、誤差率高，現有自動化技術也難以精準識別混合面料。”楊瑞介紹說，高效分揀混合紡織品在國內外都是一項巨大挑戰。“通過科技賦能，我們希望每一塊布料都能‘重獲新生’，讓可持續發展理念真正融入生活。”

瞄準行業痛點，團隊歷時26個月，走訪全國20余個廢舊紡織品回收站點和產業基地，采集分析超9000組樣本數據，經過反復試驗與實地調試，最終攻克了高效智能識別分揀的關鍵技術。該系統創新性地融合近紅外光譜分析與高分辨率視覺檢測，通過智能算法對多維度信息進行綜合研判，能在短短1秒內以98%的準確率識別出多種不同面料成分。

學生團隊赴企業調研

廢舊紡織品智能化分揀系統較傳統分揀方式提升5倍，分揀成本降低40%。據團隊測算，該系統的應用可使每回收1噸廢舊紡織品減少3.6噸碳排放。目前，該成果已獲得1項國家發明專利授權及2項軟件著作權。

資料來源于東華大學

撰稿：陳容超

編輯：史煥煥

責編：顏文彬

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