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生了翻天覆地的變化。

8年前，青島大學就自主研發了海藻纖維的衣物。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、純天然等優點。參與開發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保，而且具備強力去污、超強吸水、經久耐用、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，衣服內層經過木糖醇涼感加工，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令人聞風喪膽的寨卡病毒做了防范，添加了驅蚊劑，可以實現抵御蚊蟲叮咬。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，纖維材料的發展有了質的飛躍。

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”，現在的抗菌纖維材料做到了在保護益生菌環境的同時，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發送給醫生。”王華平介紹說。

產業發展勢在必得

今年4月，美國國防部長宣布成立美國國家制造創新網絡中的第八家制造創新機構——革命性纖維與織物制造創新機構，提供超過3億美元的公私合作資金，開發面向未來的纖維和織物，助力美國紡織品制造業的加速復蘇。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年就成立了由產業界、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研和現狀分析，提出了發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，合成纖維也在逐步發展。近幾年越來越受到關注的石墨烯也是纖維的一種。”王華平繼續介紹道。正是由于石墨烯的出現，人們的內衣才被不斷地更新換代。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，使用中人們可以享受到陽光般的溫暖。

“合成纖維就是平臺，將各種纖維的優勢拿來，再應用到航空航天、醫療護理、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在各行各業，所以國家也應該對其進行戰略性思考。