“双碳”战略，即“碳达峰”和“碳中和”战略，是我国为深入推进可持续发展所制定的重要战略。积极稳妥地推进这一战略，对于加速我国的生态文明建设、实现社会的全面高质量发展具有重要意义。

作为深入贯彻“双碳”战略的重要举措之一，推行零碳革命已成为制造业转型升级的一项根本任务。在这一背景的驱动下，纤维增强树脂基复合材料（下文简称“树脂基复合材料”）凭借其轻质、高强、高耐久的卓越性能脱颖而出，逐步发展成为实现零碳制造的优势赛道。与传统金属材料相比，树脂基复合材料的比强度提高4倍以上。这有利于大幅减轻产品的重量，进而显著提升产品的能耗比，并有效节约运输过程中的能耗，由此可大幅减少产品碳足迹。此外，更为可贵的是，树脂基复合材料还兼备耐腐蚀、抗疲劳的优势，由此赋予产品更长的使用寿命；且在达到使用寿命以后，其材料还具有较高回收价值，符合循环经济的理念。可见，树脂基复合材料的制备和应用，对于推动零碳制造，进而加速实现“双碳”战略目标所产生的重要作用不言而喻。目前，我国已在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》、《关于推动未来产业创新发展的实施意见》、《产业结构调整指导目录（2024年版）》等多个重要指导性文件中，明确树脂基复合材料在新材料体系中的重要地位。然而，限于我国制造业对树脂基复合材料的应用起步较晚，尚有部分关键技术未有效突破，极大制约了树脂基复合材料的应用广度。具体表现在以下两个方面：

1）纤维/树脂异质界面薄弱，限制产品设计性能的提升。

通常情况下，树脂属有机聚合物，纤维多为无机材料，二者化学结构存在显著差异，导致其界面亲和力差；加之纤维表面还较为光滑，缺乏足够的微观结构为树脂提供附着位点，致使二者更难紧密结合，因此界面往往极其薄弱。这极大降低了复合材料的应力传递效率，严重限制了产品设计性能的提升。

2）复合材料成型缺陷多发，降低产品的实际性能。

复合材料的成型过程，往往包含多级加热和冷却。在加热阶段，由于树脂的熔融黏度通高，其流动性较差，难以对纤维间隙和复合材料层间间隙充分填充，易引发孔隙缺陷；在冷却阶段，由于树脂和纤维的收缩率存在显著差异，其界面应力大，易开裂。此外，对于大尺寸构件，由于其成型温度的分布难免存在梯度，其内部还易累积较大残余应力，致使构件易发严重翘曲。上述缺陷均会严重降低产品的实际性能，甚至导致产品直接报废。

目前，针对上述问题的研究尚属初级阶段，相关成果多以界面改性、模具设计、工艺优化等单元技术的形式呈现。限于各单元技术的研制条件和适用范围往往存在较大差异，其集成应用的效果将大打折扣，致使树脂基复合材料产品的设计性能与实际性能无法得到协同提升。这无法支撑我国2030年复合材料产业市场规模达到1600亿元的重要目标，更无法推进我国完成“双碳”和“建设制造强国”的伟大战略任务。鉴于此，本课题组立足于高分子材料、化工、机械、力学等多学科交叉前沿，致力于打通由复合材料原料到终端产品的贯通式应用技术链条，从而建立从单元技术到集成技术的产学研融合纽带。研究方向包括但不限于以下几个方面：

①增强、增韧与功能改性剂的分子设计与合成；

②复合材料型材的拓扑优化结构设计与绿色高效成型；

③复合材料功能改性预浸料的连续制备；

④复合材料大型壳体的一体化冲压与模压成型；

⑤复合材料承力构件的无限长度连续压缩成型；

⑥“AI+新材料”体系的构建与智能制造装备的研发。