纖維材料：“無孔不入”走近你我

袁一雪

神奇的纖維

其實，不僅僅是清潔用品，人們的衣物也在這幾年發(fā)生了翻天覆地的變化。

8年前，青島大學就自主研發(fā)了海藻纖維的衣物。這種由海藻提取的纖維編織的衣物，具有良好的阻燃性，而且還具有止血抗菌、抗電磁輻射、可降解、純天然等優(yōu)點。參與開發(fā)的研究人員在接受采訪時表示，海藻纖維里存在大量的金屬離子，因此具有良好的阻燃性。

而在“清潔界”隨處可見的竹纖維，則是提取了竹子的纖維制成，不僅制作材料綠色環(huán)保，而且具備強力去污、超強吸水、經(jīng)久耐用、永不沾油的特性。

而這兩者只是纖維家族中的眾多成員之一。

據(jù)了解，按照相關分類，纖維可分為天然纖維和化學纖維，其中，天然纖維是自然界存在的，可以直接取得，包括植物纖維、動物纖維和礦物纖維三類。而化學纖維則是經(jīng)過化學處理加工而制成的纖維，包括人造纖維、合成纖維和無機纖維。

纖維家族龐大，應用的領域也各不相同，其中人們最熟悉的自然是日常用品。“今年奧運會上，各國運動健兒穿的運動服都是纖維材料制成的。”上海東華大學材料學與工程學學院副院長、重點實驗室副主任王華平說。我國運動員身著的“龍服”亦是如此。這套“龍服”本身采用特殊的拒水工藝，既透氣又可以抵御里約當季的雨水，衣服內(nèi)層經(jīng)過木糖醇涼感加工，即便身處熱辣的巴西，也能感受到清清爽爽。

韓國奧運會代表隊的隊服中則針對巴西境內(nèi)令人聞風喪膽的寨卡病毒做了防范，添加了驅(qū)蚊劑，可以實現(xiàn)抵御蚊蟲叮咬。美國人則考慮到了巴西水污染的問題，專門為奧運賽艇隊的隊員們設計了抗菌的競賽服，以此抵御被污染的競賽水域中的潛在威脅，并具有良好的排汗性能。

此外，喜歡創(chuàng)意的美國人還利用3D打印技術為美國短跑運動員Allyson Felix打造了一雙纖維“戰(zhàn)靴”，結合了鞋類結構強度、平衡性與美感。

雖然纖維材料在此次奧運會中亮點頻頻，但這些應用在王華平眼中，卻只是纖維應用中的冰山一角。

由小見大

“纖維材料在服裝中的應用并不鮮見，它們還可以應用到更廣闊的范圍。”王華平表示，近幾年，纖維材料的發(fā)展有了質(zhì)的飛躍。

以纖維的抗菌功能為例。以前人們看到抗菌兩個字，腦海中自然而然的反應就是抵抗有害細菌。但殊不知，當時的抗菌材料并不能分清“敵我”，還會誤傷有益的細菌。

“這兩年國內(nèi)外都在提微生物，所以材料科學對此也進行了改良。”王華平說，為了不讓有益細菌被合成纖維“誤傷”，現(xiàn)在的抗菌纖維材料做到了在保護益生菌環(huán)境的同時，還能抑制有害菌生長。

比如，為纖維材料做有硅季胺鹽抗菌整理。作為化學成分，季胺鹽是陽離子表面活性劑，能吸附帶有負電荷的細菌，顯示出有效的抗菌能力，也具有一定的耐久性。向季胺鹽中引入有機硅，讓兩者結合，不僅能改善抗菌劑與纖維材料的結合能力使之耐洗，還能防止抗菌劑脫落殺死皮膚表面的微生物，保護有益細菌，因而安全性良好。

當然，抗菌也只是纖維材料眾多功能中的一個。

“像碳纖維，就是汽車車體輕量化中重要的材料。而智能穿戴設備中檢測健康的功能也是通過纖維材料傳導到手機中，再通過手機App發(fā)送給醫(yī)生。”王華平介紹說。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢在必得

今年4月，美國國防部長宣布成立美國國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡中的第八家制造創(chuàng)新機構——革命性纖維與織物制造創(chuàng)新機構，提供超過3億美元的公私合作資金，開發(fā)面向未來的纖維和織物，助力美國紡織品制造業(yè)的加速復蘇。該機構由國防部牽頭組建，麻省理工學院（MIT）負責管理，包括了89家工業(yè)界、學術界和非盈利組織成員。早在去年競標時，就有媒體報道革命性纖維與織物制造創(chuàng)新機構將確保美國在這一領域的世界領導地位。

法國政府更是從1982年就成立了由產(chǎn)業(yè)界、高等院校以及政府部門三方面組成的特別委員會，著手對新材料領域進行調(diào)研和現(xiàn)狀分析，提出了發(fā)展新材料的計劃草案，確定了具體的對策措施。

“隨著人們對自然纖維材料的開發(fā)，合成纖維也在逐步發(fā)展。近幾年越來越受到關注的石墨烯也是纖維的一種。”王華平繼續(xù)介紹道。正是由于石墨烯的出現(xiàn)，人們的內(nèi)衣才被不斷地更新?lián)Q代。將石墨烯應用到服裝中，它在通電后生成大量的紅外線輻射，波長與人體接近，加速血液循環(huán)，使用中人們可以享受到陽光般的溫暖。

“合成纖維就是平臺，將各種纖維的優(yōu)勢拿來，再應用到航空航天、醫(yī)療護理、交通、建筑、服飾等領域中。”王華平認為，不久的將來，纖維將作為一種先進的材料出現(xiàn)在各行各業(yè)，所以國家也應該對其進行戰(zhàn)略性思考。