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陈利（左一）在指导学生做实验。

人民日报记者 李家鼎摄

人物小传

陈利，1968年生，山西太谷人，天津工业大学复合材料研究院院长、教授。他长期从事高性能纤维多维编织材料及复合材料研究，创建“立体织物多向耦合编织”理论体系，带领团队研制出多种轻质高强、耐高温的新型材料与核心部件，应用于探月工程、火星探测等国家重大工程。他带领团队成功自主研发我国首台大型三维编织设备，系统解决多项关键“卡脖子”难题，相关成果两次获得国家科技进步奖二等奖。

前不久，中国纺织工业联合会科学技术奖揭晓，天津工业大学教授陈利凭借在高性能纤维多维编织材料领域的系统性创新成果，荣获“桑麻学者奖”。“当前，纺织应用不断从普通消费品向高科技、高附加值领域拓展，我们还有许多工作要做。”在陈利看来，要将研究方向与国家重大战略需求紧密结合，才能不断推动纺织业从“衣被天下”迈向“编织世界”。

“最难的不是失败，而是不知道还要失败多少次”

上世纪80年代，陈利考入天津纺织工学院（天津工业大学前身）针织工程专业，那时候，包括他在内的很多人对纺织的理解，还停留在织布做衣的传统印象中。

随着学习的深入，一个新的名词——“三维编织技术”走进了陈利的科研世界，他的视野也被逐渐打开。“那个年代，我国对三维编织的研究刚刚起步，而国外已将相关技术列入航空航天核心技术体系，并对关键装备实施严格封锁。”陈利介绍，1989年，为服务国家战略需求，天津纺织工学院成立复合材料研究室，主要从事新型立体增强织物和先进纺织复合材料的研究开发，成为我国最早开展三维编织技术研究的单位。

1993年，陈利硕士毕业后留校，师从著名纺织专家邱冠雄教授，并成为天津纺织工学院自主培养的第一名博士生，加入了复合材料研究室。

上世纪90年代，国内航天领域对新材料有着轻量化、高性能化的迫切需求。然而，对于这个年轻团队而言，起步之艰难超乎想象。“国外技术严格封锁，高端装备禁运，可参考的资料零碎而有限。”陈利说，他们面对的，是真正的“一穷二白”。

没有现成的图纸、可用的设备，甚至连研发路径都需要自己摸索。唯一的办法，就是从源头开始创新。团队聚集了纺织、机械、电子、力学等多学科人才，用最“笨”的办法啃最硬的骨头。设计手段落后，他们就趴在绘图板上，用二维平面图纸反复勾画三维复杂机械的结构。

“最难的不是失败，而是不知道还要失败多少次。”陈利回忆，当时没有计算机模拟，没有三维仿真软件，只能手绘二维机械图纸，再制造成型。

历经3年技术攻关，1996年，我国第一台大型三维编织机诞生，但在装配调试阶段，问题接踵而至。“几万个运动组件，协调性要求极高，经常是这里调好了，那里又出问题。”陈利说，大家经常围着机器一次次排查好几个昼夜，反复修改、反复试验。失败和焦虑是常态，但没有人想过放弃。“一想到这是国家急需的关键技术，就觉得必须咬牙坚持。”陈利说。

几个月后，设备终于实现稳定运行。看着编织机编织出符合要求的复合材料，一向沉稳的陈利落泪了。如今，这台老旧的设备静静放置于校史馆内，见证着那段白手起家、自力更生的岁月。

“自主创新，是我们唯一且必须持续走下去的路”

什么是三维编织技术？面对这个专业问题，陈利经常用到一个形象的比喻：“就像盖房子用的钢筋混凝土。传统的复合材料好比一层层铺贴碳纤维布，类似一层层‘糊纸’；而三维编织，直接用高性能纤维，像编竹篮一样，在三维空间里编织出一个完整、连续的‘钢筋骨架’。然后，再向这个骨架里注入树脂等‘混凝土’，形成最终构件。”

他进一步解释，这个“骨架”是整体的，纤维交织联锁，因此编织出的复合材料具备传统层合材料无法比拟的优势：非常坚固、不易分层、抗冲击和抗疲劳性能极佳，并且可以根据受力需要，在不同部位灵活设计不同的编织结构和纤维方向，实现材料性能的“精准定制”。这正是航空航天领域许多关键部件要求的特性。

“当航天器以数千米每秒的速度冲入大气层时，与空气剧烈摩擦将产生超过2000摄氏度的高温火焰，同时承受巨大的冲击力。”陈利介绍，对飞行器防护材料的要求，简而言之就是“耐高温烧蚀、坚固抗冲击”。

2016年，陈利团队接下为某新型航天飞行器研制复杂异形构件的任务。该构件曲面复杂、复曲率变化大，对尺寸精度和性能要求极为苛刻。