纤维，贯穿着人类文明的发展进程。从天然棉麻到化学纤维，再到智能纤维，每一次迭代，都折射着科技的进步与社会的发展。
从年产不足千吨到占据全球七成以上份额，中国纤维产业用几十年时间，完成了从“跟跑”到“并跑”再到“领跑”的跨越。上海科普教育发展基金会理事长、中国科学院院士、中国材料研究学会副理事长朱美芳正是站在这一产业最前沿的领军代表，她被誉为“纤维女侠”，科研生涯与中国纤维产业的崛起同频共振。
本文带你走进首届中国“AI+新材料”大会，听朱美芳院士讲述AI与新材料的深度融合之道。
朱美芳
纤维材料专家，中国科学院院士。现任东华大学材料科学与工程学院学术院长、先进纤维材料全国重点实验室主任，兼任上海科普教育发展基金会理事长、中国材料研究学会副理事长、中国女科技工作者协会副会长等职。
一根纤维，跑出中国速度
很多人对纤维的认知，还停留在“织衣服”的层面，其实纤维早已成为支撑高端制造、航空航天、国防军工等领域的关键基础材料。
纤维分为天然纤维和化学纤维，天然纤维“靠天吃饭”，棉花、丝绸、麻等都是大自然的馈赠；而化学纤维的历史仅百余年，它以石油、煤炭等为原料，先提取其中的烃类成分，再经过裂解、聚合等工艺，最终纺制而成。
上世纪50年代前，化学纤维的核心技术主要掌握在美国、日本和欧洲国家手中。中国的化学纤维产业起步较晚，直到1949年解放后，我们才逐步建立起化学纤维专业，一步步追赶世界步伐。
上世纪90年代，我刚投身科研时，中国的化纤产量还远不及发达国家，但我们始终憋着一股劲，要打破技术垄断。1998年，中国化纤产量超过美国；2015年，中国化纤产量占全球的70%，至今仍保持这一领先地位。这些数字背后，是一代代纤维人的坚守与奋斗。
朱美芳与团队探讨实验问题。
我的科研之路，也伴随着中国纤维产业的升级步伐。
最初，我专注于将粗硬的聚丙烯纤维变细。那时，聚丙烯纤维主要做麻袋、地毯、窗帘，大家都觉得它改造难度很大，不可能穿在身上。我们跟中科院化学所合作，一次次加工摸索，但实验都失败了。
有一次实验结束后，我们未将螺杆清洗干净，没想到却由此带来了一个意外发现，原本被认为“分子量分布越窄越好”的理论并非绝对。这种“无心插柳”的结果，加上前期积累的基础，最终推动了技术突破。
那时二十几岁的我，拿着实验成功制备的纤维，又蹦又跳地去跟老教授汇报，那种兴奋至今难以忘怀。后来我们提出了“细旦化”理论，让原本粗糙的工业纤维变得像丝绸一样柔软，中国的服装材料从此上了一个台阶。
产品光有量不够，更需要一次次“质”的提升。
1997年，我在德国做访问研究，经常合成纳米材料，但没人想到把纳米材料和纤维结合起来。回国后，我在博士论文中大胆提出“纳米复合功能纤维”概念，当时，没有人认同。我采用“有机无机杂化”的思路，把无机材料的功能性与高分子的可加工性结合起来，解决了功能纤维“安全性与舒适性”的痛点，相关成果后来获国家技术发明二等奖。
2010到2015年，我们先进纤维材料全国重点实验室（原纤维材料改性国家重点实验室）又往前推了一步，提出“智能纤维”的概念。功能纤维和智能纤维有什么不同？功能纤维是被动地把某种功能“附”到材料上；智能纤维则是主动与环境交互、响应。我们当时提出了“Big Fiber”大纤维的概念，美国同期也提出了“革命性纤维”，大家都在同一个时间窗口转向了智能化。
智能纤维的发展难度极大，涉及多学科交叉融合，技术复杂度高，需要大量资金、人才和政策支持。各国竞争异常激烈，如同20多年前纳米技术兴起时的局面。但中国凭借敏锐的洞察力和前瞻性布局，积极推动智能纤维与各行各业深度融合，使其在脑机接口、生物医药、人形机器人等新兴领域展现出巨大的应用潜力。
让科研成果“从书架走向货架”
我一直倡导“做接地气的科研”，科研不能只停留在实验室和论文里，更要落地到产业中，解决实际问题，创造实际价值。
新材料作为战略性、基础性产业，是新兴产业链条的顶端技术，其发展关乎我国能否抢占世界制高点，实现高新技术与高端制造的自主高质量发展。
4月9日至12日在广州南沙举行的首届中国“AI+新材料”大会，正是一次在新材料领域具有里程碑意义的大会。中国材料研究学会在中国科协领导下，全方位践行“人工智能+新材料”国家战略任务，构建顶层化高端智力资源，共商技术融合路径，为我们科技工作者搭建了产学研融合的高水平对话平台，让学术界、产业界、教育界能够坐在一起，打通创新链条，实现协同发展。
大会设立了3个单元14位院士的大会报告、19个国家重大战略急需领域分论坛。其中，我们组织了分论坛“AI+柔性材料”，希望向学界和产业界传递一个清晰的信号：柔性材料的发展，已经进入了必须与AI深度融合的新阶段。
柔性材料包括智能纤维、柔性薄膜、柔性电子等，它最大的特点是“强、柔、韧、轻”，既能弯折、扭转，还能适配多种复杂场景，比如国防、航天、人形机器人、可穿戴设备等，都离不开柔性材料。但柔性材料的设计复杂、性能优化难度大，亟需AI来提供新的解决路径。“通过耦合与杂化实现柔性材料的功能涌现”也是中国科协发布的2024年十大前沿科学问题之一。
分论坛上，我们邀请了纤维材料、柔性电子、智能制造等领域的专家，来自基础研究和产业应用的从业者，就是希望打通学界与产业界存在的壁垒，共同组织攻关，以AI为核心纽带，真正推动柔性材料进入一个协同驱动的新发展阶段。
这些年，我去过全国600多家纤维企业，无论是量大面广的传统化纤企业，还是专注智能纤维的新兴企业，我们都有深度合作。
作为先进纤维材料全国重点实验室，我们以“高性能、多功能、智能化、绿色化”为方向，一方面引领行业技术升级，另一方面培养科研人才，孵化中小企业。我们实验室培养的博士、博士后，有不少人创办了专精特新企业，甚至发展成上市公司。我们东华大学材料专业一个班诞生3家上市公司的故事，就是产学研融合最好的见证。
此外，我们还在江苏南通建立了集萃先进纤维材料研究所有限公司，在上海松江搭建了AI+材料基地，推动科技、教育、人才一体化发展，让科研成果真正“从书架走向货架”。
“AI+新材料”需要高质量数据
AI与新材料会发生什么样的“化学反应”？我的观点很明确：相互赋能、相互成就。一方面，越来越多的材料科学家开始借助AI加速新材料研发；另一方面，越来越多的新材料也在反向赋能AI硬件升级、拓展AI应用场景。
在没有AI的时代，我们做材料研发，靠的是实验仿真和经验积累，从材料设计、性能优化到应用落地，往往需要反复试错，不仅周期长、成本高，还受限于人类的认知边界。
而大模型的出现，就像为新材料研发装上了“加速器”，帮助我们设计出更高性能、更绿色、更智能的新一代纤维材料。但它绝不是“万能的”，更不是替代科研工作者，而是与我们并肩作战。
当前AI+新材料融合过程中，最大的瓶颈仍是数据。材料领域普遍存在数据分散、异构、缺标准、难共享等难题，而数据质量很大程度上决定了AI能力的上限。
我们实验室就在做两件事：一是把我们原来的实验数据进行标识和整理，变成有用的数据；二是跟人形机器人公司合作，原位采集数据，相互迭代。
专业大模型会不会出现“幻觉”？当然会。但和通用大模型不同，专业领域的数据一部分来自真实实验，一部分来自仿真。如果数据零散、不标准，AI就会出现“幻觉”，给出不实、不准确的结果，反而会影响研发效率。数据越精准，幻觉就越少。关键在于不断迭代、用实验反复验证数据。我们不要指望AI一下子达到某种高度，也不要轻易否定它的价值，理性看待就好。
2024年，我们团队联合发布了国际上首个纤维行业大模型“纤贝”。当时大众对大模型的认知还不深，我们为什么敢做？因为企业有真实需求。
我在走访企业过程中发现一个普遍问题，很多化纤企业智能制造做得早，工业机器人、海量数据都有，但数据没有用起来。研发“纤贝”的初衷，就是把纤维领域碎片化的知识和数据系统整合起来，为科研、教学、产业提供更精准的专业支撑，同时帮助企业盘活闲置的生产数据，降低试错成本。未来我们还会推出工业级和科研级的大模型，真正让AI扎根纤维产业。
在纤维领域，AI已逐步渗透到研发与生产全流程。比如我们正在攻关模拟月球环境下的月壤纤维制备，目标是实现“就地取材、就地制造”。
东华大学朱美芳院士、成艳华、汪庆卫团队获得嫦娥五号真实月壤样品500毫克。团队自制模拟月壤，成功制备出直径仅10-20微米（头发丝的1/5到1/6）的超细纤维。
月球环境具有微重力、高真空、极端温差等特征，让月壤成纤变得异常困难。在这个过程中，AI可以在前端解析成分、中端优化工艺、后端实时监测，大幅提升成功率。将来，我们期待把制备月壤纤维的设备送到月球上，让机器人采集月壤，连续生产纤维，用于建筑增强材料、柔性舱、宇航服等。
研究团队自主研发的可用于深空环境的月壤纤维自动成纤装备。
热爱、坚持、忘我
回顾几十年的科研生涯，我获得过中国科协等单位牵头评选的全国创新争先奖、中国青年女科学家奖等诸多荣誉，我感到非常荣幸，也更加坚定了“敢为人先、求真务实”的科研信念。
作为中国女科技工作者协会副会长，我深知女性科技工作者的不易。我们发现女性在大学生、硕士生阶段占比很高，但越往上走，到教授、到院士阶段，比例就越低。我认为这种“漏斗效应”现象，既有家庭责任的压力，也仍存在社会偏见的现实障碍。
中国材料研究学会于2021年成立女科技工作者委员会，朱美芳担任该委员会主任。图为2023年7月，由中国材料研究学会女科技工作者委员会发起，在深圳召开女科技工作者交流座谈会。
在此，我想说，如果忽视女性，就忽视了人类一半的智慧。我们需要更多有话语权的男科学家关注女性科技工作者群体，也需要政策层面的倾斜，让更多女性科技工作者能够安心科研、实现价值。
从年轻女性科技工作者自身来说，一定要自立自强、迎难而上。科研这条路，女性一样可以走得很远。
从教30余载，我至今仍担任本科班班主任。这份坚持，源于一种传承。在东华大学（原华东纺织工学院）读书时，我的专业老师就兼任班主任，“爱生如子”的理念深深扎根在我心里。现在，我也成为了这样的老师，不仅自己坚守在教学一线，还推动我们东华大学材料科学与工程学院建立了制度化的班主任传承机制，希望把科学家精神和育人初心一代代传递下去。
朱美芳在为学生授课。
在挑选学生和年轻教师时，我最看重的是他们的自我驱动力。我常跟他们分享六个字：热爱、坚持、忘我。热爱是前提，没有热爱，就无法抵御科研的枯燥；坚持是保障，科研路上布满挫折，唯有坚持才能突破；忘我是境界，不要总想着自己能得到什么，要想着为国家、为产业付出什么，这份使命感，才能支撑我们走得更远。
科学家并不等于乏味，我认为自己是一个有趣且热爱生活的人。生活中，偶有业余时间，我喜欢听音乐，看励志的历史剧，尤其是长征题材。我年轻时是长跑运动员，当时身体基础素质并不出众，但每次跑步的时候我会想：红军长征，那么艰难都过来了，我这点困难算什么？我也常对学生说，在科研道路上，困难重重，要有吃苦耐劳的精神。
当前，中国纤维产业已从跟跑、并跑到了领跑阶段。领跑其实更难，前方没有参照，一旦跑偏，后果不堪设想。所以我们必须不断学习、交流，注重多学科交叉融合。
此外，我还积极投身科普事业，目前担任的理事长。我们针对“一老一少”群体，尤其是幼儿园到中学的学生，开展了很多科普活动，这也是我的兴趣所在。
前不久，我作为上海科普教育发展基金会理事长去了山西左权县的红军小学捐赠基金会的“赛复流动科技馆”，这次活动得到了中国科协、上海市科协、上海科技馆、上海自然博物馆等单位的联动支持，大家齐心协力，让科普工作真正落地。
此次捐赠共捐出流动科技馆展品36件、科普书籍、科普桌游、微型显微镜等总价值约40万元。这是基金会开展的第43个赛复流动科技馆捐赠项目，通过将互动式科普展品和科学体验课程带入革命老区校园，让更多青少年在家门口感受科学的魅力。
展望“十五五”，AI与新材料的融合将成为大趋势，也是国家战略的重要方向。我相信，在科技界、产业界、教育界的共同努力下，我们一定能破解数据瓶颈，催生更多新材料、新技术，缩短研发周期，推动材料科技自立自强。而我自己，也会继续坚守纤维领域，用AI赋能，培养更多优秀的科研人才，推动中国从“纤维大国”真正迈向“纤维强国”，让小小的纤维，承载起更大的科技梦想。
未来，您觉得我们穿的衣服会因“AI+新材料”发生哪些今天看来像“魔法”一样的变化？
朱美芳：未来服装真正具有“魔法感”的变化，不在于简单叠加智能器件，而在于将信息功能从“附着在织物上的器件”前移到“纤维与结构本体之中”，从而构建一个具备感知—认知—调控闭环的软性智能系统。
通过可编程多功能纤维，服装能够对人体生理状态与外界环境进行连续、分布式感知，并借助嵌入式低功耗AI在织物层级完成基础判断，使其从“被动响应”走向“主动理解”；进一步依托材料自身的热响应、力学响应与结构可变特性，实现对温湿环境、穿着舒适性乃至人体状态的自适应调控，甚至在无感状态下参与健康管理。同时，通过能量采集与分布式供能，服装可实现长期稳定运行。
其本质性的变化在于：纺织材料将由单一的被动载体，演进为兼具信息处理与功能输出能力的系统性材料，在保证柔软性、可制造性与安全性的前提下，逐步逼近具有“感知与调节能力”的第二皮肤。
访谈手记
4月10日，在首届中国“AI+新材料”大会现场访谈朱美芳院士时，她的嗓子沙哑得厉害。
这场在中国科协指导下，由中国材料研究学会主办的行业盛会，凝聚了无数深耕领域的研究者，推动着我国新材料产业突破技术瓶颈、抢占行业高地，走向更广阔的应用场景。
朱美芳院士接受中国科协之声访谈。
朱美芳便是这群默默耕耘的科技工作者中的代表之一。长期坚守科研教学一线、与产业高频交流，以及无数次科普讲座，让她的嗓音留下了明显的磨损。对科研工作，她常对学生说六个字：热爱、坚持、忘我。而这，其实也是她自己真实的写照。
她的每一步前行，都始于热爱，对纤维事业的赤诚热爱；成于坚持，面对无数次实验失败仍不放弃的执着坚持；终于忘我，一心为国家材料事业谋发展的无私奉献。
她身上，还有一种温暖的气场。参会前一天，她仍在为广州大学附属中学南沙实验学校做科普讲座；在会场，她一次次主动与同仁热情交流；我们访谈时，她身上没有大科学家等标签的距离感，有的是一种想把所见所思都掏给你的真诚。
从传统纤维到功能纤维，再到智能纤维，这根细细的丝，一头连着国家的产业崛起，一头连着一代代科研人的薪火传承。
感谢她的温暖讲述。愿这份科学家精神，以及用AI赋能新材料的创新理念，通过我们的平台，传递给更多人。
中国科协之声访谈编辑 陈尽美
责 编：陈尽美
审 核：张敬一
值班编委：宋玉荣
本文授权转载自中国科协之声微信公众号
