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20年前，刘慈欣在《科幻世界》杂志上开始连载科幻小说《三体》的第一部，其中描述的诸多“黑科技武器”在当时引起科幻迷的热烈讨论。在这些武器之中，直径只有头发丝的十分之一、但切割飞船犹如割豆腐的纳米材料“飞刃”更是讨论热门之一。而在科技发展日新月异的今天，“飞刃”的设想在逐渐变为现实。2025年11月，强度是钢材的5到8倍、单丝直径却不足头发丝十分之一的T1000高性能碳纤维实现了稳定量产。
“黑色黄金”“新材料之王”“地表超强材料”……被冠以这些头衔的T1000级高性能碳纤维究竟有何过人之处？记者近日走进位于大同市云冈区的山西华阳碳材科技有限公司实地探访。
“这是一束1米长的T1000高性能碳纤维，是一种含碳量超过90%的高强度纤维材料。它的抗拉强度超6600兆帕，拉动约200公斤的重物也不会断，却只有0.5克重，因为它虽然是由多达12000根单丝组成，但单丝的直径却不足头发丝的十分之一。”在碳纤维智能化生产线旁，中国科学院山西煤炭化学研究所（以下简称山西煤化所）高级工程师王飞向记者介绍道。
王飞告诉记者，除强度的优点外，它还具备耐腐蚀、耐高低温等优异特性，在惰性环境中能承受1000摄氏度高温，在零下180摄氏度的极寒中也能保持性能稳定。
循着生产线，记者探寻了T1000高性能碳纤维生产的全过程：透明的丙烯腈原料在反应釜中先聚合成胶状原液，穿过有成千上万个微米级小孔的喷丝板，形成洁白、纤细的原丝。随后，丝束历经氧化、碳化等工序，颜色由乳白渐变为金黄、深褐，最终成为乌光锃亮的T1000级碳纤维。
“T1000级碳纤维这条路，我们走了20年。”山西煤化所副所长、项目负责人张寿春感慨道。
碳纤维由于具有轻质高强的特点，常用于航空航天等尖端领域。21世纪初，日本、美国加紧对我国碳纤维技术的封锁和产品的禁运，导致我国高端领域用碳纤维陷入“断粮”境地，不少国家重要尖端装备“无米下炊”。在师昌绪院士呼吁下，我国开始高度重视碳纤维国产化研究。其中，T300碳纤维量产任务主要由山西煤化所承担。
此后，从T300到T1000，从实验室样品到量产，碳纤维的自主研究进程每一步都大胆向前，没有丝毫退缩，走向高端、尖端。“我们研制的T1000级碳纤维，不仅强度达到了世界一流水平，还通过独特的原料配方和工艺，解决了‘强而不韧’的问题。”张寿春向记者介绍道。
提起未来，张寿春团队的目标清晰：研发强度更高的T1200级碳纤维，并推动其产业化；同时不断拓展下游应用，让“新材料之王”迎来更广阔的市场，支撑起更多国之重器“腾飞”的梦想。
这束碳丝，把科幻拉进现实的同时，也承载着山西以科技创新推动产业转型的坚定决心。近年来，山西在能源领域科技创新跑出“加速度”，涌现出T1000级碳纤维材料、“煤海蛟龙”、全球升负荷最快的循环流化床调峰系统、首套极地新能源系统等一大批标志性科技成果。
今年年初，山西省政府先后出台关于加快能源科技创新支撑能源转型发展的实施意见、科技计划管理办法等政策文件，进一步提升创新体系的整体效能，为产业转型持续注入创新活力。
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