美國康奈爾大學：用納米技術改良棉纖維

牟汝佳

近日，美國康奈爾大學宣布，該校研究人員對棉纖維進行改性獲得成功。經他們處理的棉纖維可以殺滅細菌，導電，防止瘧疾等病菌的侵入，可捕捉有害氣體，還能把無線電信號植入T恤衫或其他服裝。

主導這一研究項目的纖維科學教授胡安·海內斯特勞認為，棉纖維是一種最具有神奇功能，又最被誤解的材料。人類已使用它數千年，卻還沒有完全認識它。胡安教授為研究這一領域，整日呆在納米技術實驗室內，把其視為自己的世界。他認為，人類是可以通過原子控制纖維素纖維材料的分子結構。

胡安教授的學生已成功地把棉纖維整合入電子元器件，使棉纖維成為帶有導電功能的材料。他們甚至還將棉纖維整合為半導體、熱傳感功能的材料，但卻不是帶有電子元器件的織品，相反，他們開發的織品卻能與電子元器件很好地結合。

用棉纖維傳導無線電或其他信號是一種奇跡，它給電子與紡織品的無縫融合帶來了新的遠景，這給我們的穿戴帶來了無與倫比的新用途。利用棉纖維不規則的內部結構，胡安教授和他的學生將其加入納米金粒子涂層，與半導體和導體聚酯相結合，改變了天然棉纖維的特性，使其朝著人類需要的方向發展。

如今，已有人成功地利用超薄太陽能鑲板和衣服棉線給iPhone充電。這是因為服裝能夠把攫取的陽光轉換成電能，這已成為不爭的事實。當然，也能給其他手提設備充電。不僅如此，多功能襯衣可測量心率，通過分析汗液檢測體征，或將儀器縫入枕頭，監控腦電波，或檢測體內涼寒程度。

由于涂層相當薄，完全沒有破壞棉纖維的柔韌度，因此這一改性得以成功。要知道，纖維材料幾乎涵蓋了我們生活設施的方方面面：鞋子、汽車坐墊、濾清器、牙刷、輪胎和各種紡織品。

因此，這一項目的成功意義十分重大。人們在此之前就已開發出多種類似的功能，但那些相關的纖維不是太脆弱就是太沉重，而不像康奈爾大學改良的棉纖維，具有多功能且還具有親密環保性，能紡織、縫紉和編制，無一不可。

另一重要原理是讓合成納米粒粘附在棉纖維上，可起多種作用，如創造表層色彩以替代染料，殺滅細菌，使人類免受各種疾病之苦。胡安教授的兩位學生一起創造了一種可預防瘧疾蚊蟲叮咬的有機金屬服，稱為MOFs。所謂金屬服，只是其分子結構類似于金屬。而另一些學生則利用MOFs發明了專用防毒面罩和吸收煤氣的裝置。

胡安教授認為，他們最終目的是，將傳統的天然纖維轉換為工程材料，以產生更多功能，順應人類的各種需求。為此，未來的紡織專家就應該是化學家、材料學專家、設計大師，這樣才能適應未來的需求，而開發的產品不乏柔韌性和舒適度。

（據美國紡織創新網最新資料http：//www.innovationintextiles.com/cornell-university-uses-nanotech-to-transform-cotton-fibres/）