张可可：碳里掘金攀高峰

7月19日，福建平潭外海海上风电项目最后一台16兆瓦海上风电机组叶片开始缓缓转动，标志着全球单机容量最大的海上风电场实现全容量并网。

值得一提的是，这一风电机组的叶片大梁由张可可带领团队全程参与研发应用，而直径达252米的机组叶轮，更是创下了当时最大叶轮直径的世界纪录。

123米长的叶片，单只重达54吨，如何确保其韧性和强度？答案是碳纤维。

“2000年前后的风电叶片普遍长度在30多米，大梁主要以玻璃纤维为主要材料。随着风电能源行业的快速发展，如今最长的叶片可达120多米，传统的玻纤材料已无法满足这一长度下的承重要求。为突破这一瓶颈，低密度、高强度、耐腐蚀、防雷击的碳纤维成为了叶片大梁主材轻量化替代的首选材料。”张可可说。

在澳盛科技推进风电碳纤维大梁用碳纤维复合板材项目中，张可可担任起了项目负责人。

“我们通过对上浆剂的配比调整，进一步优化复合板材成型效果。再将碳纤维复合板材放入风机叶片中叠放灌注成型，实现风电叶片的结构设计改善，提升客户产品的质量及寿命。”张可可介绍，这一技术成果的落地应用，使得在相类似的叶型中，碳纤维材料叶片较全玻纤体系叶片重量低20%-40%。不仅突破了国外对此技术的垄断，更有效推动风电能源行业发展，改善民生。

由张可可团队牵头研发的风电碳纤维复合板材自2016年开始起步推进，因其优越的性能，次年即被全球最大风电企业Vesats吸收应用，实现量产。同时，相关产品也备受国内风电企业青睐，得到广泛应用。

科技赋能之下，澳盛科技在风电叶片生产领域的碳纤维大梁板材产值也从最开始的3000多万元步步跃升，及至今日，碳纤维相关产品已为公司缔造近18亿元的产值。

碳纤维的寻常形态是长条的丝，但在某些特殊领域的应用场景中，这些长长的丝将被切碎至6-7毫米长度与溶剂混合，如同工业造纸过程一般，这些黑色混合液体经由特殊设备“喷”出成为一张张碳毡，用于除冰发热。 

记者在澳盛科技的展厅内见到了这张神奇的毡子——一层厚度不到头发丝直径的黑布，表面均匀分布着铜质电极。“这层碳毡，是碳纤维用作风电叶片主梁外的另一种重要应用方式。”张可可介绍。

随着国内风能发电场景从海上逐渐拓展至内陆的严寒地带，风电叶片的除冰技术应用愈加广泛。“根据具体的应用场景，碳毡不仅可以调整碳纤维投放比例和长度，其身上所负载的电极也可从1Ω至300Ω随意调整。”张可可说，碳毡在具体应用过程中将在表面复合玻纤材料，与外界形成隔绝，起到更好的除冰效果，进一步提升电机发电效率。

让人意想不到的是，近些年，张可可带领团队研发出来的这种碳毡，不仅应用于风电叶片除冰，在海外，尤其是气候寒冷的北欧地区，广受当地住户的喜爱。

“经过对碳毡负载电极，以及碳纤维短切长度、混合比例的调整，这些材料还能铺设上墙入地，成为墙暖和地暖，让欧洲百姓温暖过冬，在一定程度上缓解能源供应紧张的问题。”张可可透露，目前，已有相关海外供应商同公司一道开发此类民用产品，其初始业务规模已近千万元。未来，随着材料成本逐渐下降，碳纤维在墙暖、地暖等领域的应用将会更为深入，前景广阔。

从长丝到碎段，再到棒材。一卷碳纤维在风电、供暖等多领域得到广泛应用，又因为张可可和澳盛科技科研团队的巧思妙构，在医疗器械制造行业“大施拳脚”。

随着超导、低温、磁体、射频及计算机图像处理等高新技术的发展，核磁共振成像已成为当今医学领域最先进的诊断设备之一。但由于超导磁体要求在-267.8℃的超低温环境中使用，对连接部件在该温下的强度、刚度、抗冲击性及其稳定性提出了较高的要求，碳纤维复合材料也随之成为核磁共振成像设备连接部件的不二选择。

碳纤维杆在核磁共振设备中的应用，需要专门的连接金具作为过渡件进行连接。如何在不打钉、无榫卯、零胶粘的情况下，将两种不同的材质进行绑定？这成了摆在张可可和团队面前的一道难题。

“一台核磁共振仪的挂环，需要8根碳纤维杆进行连接支撑，机器高速运转时，这些杆件将承受2吨的离心力。”张可可和团队成员们从难题本身出发，化难为易，通过让两种材料斜面贴合形成楔形结构，并在外表面设计螺纹。这样一来，机器转速越高，则两种材料连接越紧密。

值得一提的是，基于这项研发成果，张可可和科研团队于2016年成功申请了实用新型专利，相关设计运用到了国内医疗器械制造领域多家龙头企业之中，并深受西门子等国外医疗设备生产厂家的青睐，每年为公司带来数百万元的收益。

从百姓身边的供暖设备，到海面山巅的风电机组，再到造福病患的医疗器械，张可可和科研团队赋予碳纤维多种应用可能。“我希望用我的一技之长，在碳纤维这一新兴产业中发掘出更多‘金子’，为更多产业、更多百姓造福，这是我的匠心所在。”张可可说，接下来，他将和科研团队一起，致力于突破航空碳纤维应用的瓶颈。民用航空航天、低空飞行器都将成为他们未来的研究课题。