資訊·前言

江南大學實現涂料泡沫著色循環技術突破

泡沫染整技術作為一種低給液、高節能的加工方法可有效改善傳統染整工藝的高污染、高能耗、高排放問題。為實現多種纖維的涂料泡沫著色，江南大學王潮霞教授團隊基于偶氮苯光響應基團設計合成了一種含有丁烷基為疏水鏈、聚氧乙烯醚為親水鏈的非離子偶氮苯表面活性劑（NAS），并將其應用于涂料泡沫著色體系，可與涂料泡沫著色體系中各種組分混溶并協同制備光響應彩色泡沫用于對棉、蠶絲、滌綸等織物著色。通過光調控染色前后泡沫的穩定性，著色過程中穩定泡沫有利于獲得優異的著色效果，著色結束后采用紫外光照可促進殘余泡沫快速破滅變為殘液，回收的殘液通過可見光照射可重新恢復到可發泡狀態，重新發泡后實現光響應彩色泡沫的再利用，達到最大限度減少含涂料、助劑的染色廢液排放。相關成果發表在化學領域的著名期刊《清潔生產雜志》上。

研究發現，含有反式NAS 涂料泡沫著色液可制備穩定的彩色泡沫（泡沫半衰期～6.3 min），滿足涂料著色的需要；而將其放置于紫外光下泡沫迅速破滅（泡沫半衰期～1.0 min），滿足殘泡快速清理的要求。同時光響應彩色泡沫具有良好的耐光化學疲勞性。

由含有反式NAS 的涂料泡沫著色液制備的彩色光響應泡沫采用涂布機施加于棉、蠶絲和滌綸織物上，然后經過焙烘促使粘合劑成膜將涂料固著在織物上，僅需兩個工藝步驟即可完成織物的著色。采用紫外光照殘余泡沫由于反式NAS 轉變為順式NAS，通過改變染液的表面張力從而促使泡沫破滅以便回收著色液用于下一次織物著色。由經過多次回收的殘液再次發泡后用于織物著色，所得織物顏色和色牢度可重復性高，實現了著色液的充分使用，最大限度減少生產過程污染物的排放。

（摘編自高分子科技）

新型二維納米網絡結構纖維材料兼具剛性與粘彈性

近日，中國工程院院士、東華大學校長俞建勇及東華大學教授丁彬帶領的納米纖維研究團隊在自組裝二維納米網絡結構纖維空氣過濾材料研究領域取得了重要進展，相關成果以《高效、高透光、多功能自組裝二維納米網絡結構纖維空氣過濾材料》為題，發表于納米材料領域著名期刊《ACS Nano》上。該團隊提出的構筑自組裝二維納米網絡結構纖維材料的策略，不僅為制備高性能、多功能超薄空氣過濾材料提供了新思路，也為新型高效過濾/分離材料的設計與開發提供了指導與借鑒思路。

網絡狀纖維材料，如蜘蛛網、蜂巢等，可有效提高材料的利用率及其多功能性。研究團隊受此結構啟發，創新性地采用芳綸/聚氨酯雙組分聚合物溶液，通過類電容靜電噴網技術制備出了一種新型的高效、超薄、高透光二維納米網絡結構纖維材料。通過調控接收基材介電性能以控制微電場的分布狀態，實現了荷電液滴噴射—形變—自組裝的精確調控，大幅提高了單層纖維材料中納米網絡結構的覆蓋率（提升10 倍），從而顯著增強了網絡纖維材料對超細顆粒物的捕集能力。

同時，兼具剛性與粘彈性的雙組分芳綸/聚氨酯體系與二維網絡結構有機結合，賦予了網絡纖維材料“剛柔并濟”的特性，其材料表現出優異的結構穩定性和力學性能（41.3 MPa），從而使材料在保持超薄（～350 nm）、高透光（～85.6%）的前提下依然可實現對鹽性、油性超細顆粒物的高效低阻過濾（氯化鈉PM0.3：99.984%，癸二酸二異辛酯PM0.3：99.947%；壓阻僅為0.07%個大氣壓）。此外，該納米網絡纖維材料可有效捕集并殺滅（紫外照射下滅菌效率為90.5%）空氣中的致病菌，具有優異的生物防護功能。

（摘編自東華大學）

利用3D 打印技術提高纖維材料在智能紡織品中的應用

纖維材料具有來源廣泛和力學性能優異的特點，是未來材料科學研究和應用的重點方向之一。然而，目前的纖維材料往往在結構組成和功能上表現較為單一，限制了其更為廣泛的應用。例如，大多高分子纖維材料為絕緣材料，很大程度上限制了其在電子器件和未來智能可穿戴紡織品領域的應用。此外，如何通過簡便的方法來高效制備具有智能響應功能的纖維材料及其織物，并實現在復雜環境中多重刺激下的響應性，也是目前亟待解決的一大難題。

為克服以上難題，同濟大學附屬第十人民醫院陳峰研究員團隊與北京林業大學教授馬明國、上海大學教授張娟合作，利用3D 打印技術，制備得到尺寸和形貌均得到較好控制的MXene 增強的納米纖維素基智能纖維和織物。該研究利用納米纖維素的分散液在乙醇中的溶劑交換和自組裝性能，實現了連續、穩定的宏觀納米纖維素膠體纖維的制備；并通過適量MXene 的加入，顯著提高了復合纖維的力學性能和導電性。此外，利用納米纖維素與MXene 間存在的相互作用，可以將具有均一結構的MXene/納米纖維素復合漿料利用3D 打印技術打印成多種復雜形狀的纖維織物。相關研究成果發表在《Advanced Functional Materials》上。

研究表明，3D 打印技術制備的MXene/納米纖維素復合的智能纖維和織物具有優異的光熱和電熱響應能力。并且，隨著近紅外光強度和輸入電壓的提高，纖維織物的響應能力愈發明顯。當打印的復合纖維織物被組裝成傳感器時，可以實現對人體的手指彎曲、手腕彎曲、吞咽、發音等運動的實時監測。這種新型的智能纖維在可穿戴加熱紡織品、人體健康監測和人機界面等領域具有廣闊的應用前景。

（摘編自高分子科學）

復旦大學研發出柔軟度更佳的纖維狀傳感器

隨著醫療技術的發展和人們對疾病防治重視程度的提高，個人生理信息的實時監測及其帶來的個體化醫療受到關注。而電化學生物傳感器是一類可以將化學信號轉化成電信號的裝置，可用于檢測特定化學物質的信號，在可穿戴醫療等領域有著廣泛應用。然而，不論是現有的體外電化學傳感器還是植入式傳感器都存在一定的應用限制。

為此，復旦大學高分子科學系教授彭慧勝、副教授孫雪梅，生命科學學院教授俞洪波，航空航天系教授徐凡等多學科團隊緊密合作，通過仿生肌肉結構的方法，設計了具有多級螺旋結構的纖維狀電化學傳感器。研究人員通過力學模擬和納米壓痕實驗，證明相對傳統的植入材料如金絲或聚二甲基硅氧烷等，碳納米管纖維具有更低的彎曲內應力，且其抗彎剛度相對于其他傳統植入材料更接近柔軟的組織。他們借鑒傳統靜脈注射的方法，利用與纖維一維結構相適應的注射方法，將纖維狀傳感器準確植入目標區域，纖維在體外的形態類似于動物毛發貼附在皮膚表面。該纖維在注射后沒有使動物產生炎癥反應和疤痕，并且與周圍組織結合良好，證明了纖維傳感器具有優異的生物相容性和生物整合性。

生物體內的化學物質種類繁多且分布不均，為滿足實際檢測的需求，研究人員還設計了具有軸向或者徑向結構的多級纖維狀傳感器，可以實現在不同位點對同一物質的分布進行檢測（如腫瘤中過氧化氫的分布），或者在同一位點對不同種類的化學物質進行檢測（如血液中的鈣離子和葡萄糖）。以血糖和血鈣的檢測為例，纖維狀傳感器可以對血管內鈣離子和葡萄糖進行實時監測，得到的結果和商用傳統檢測方法相比效果良好。

（摘編自中國科學報）

聚苯并噁唑制備新技術有望讓防彈衣更耐用

聚苯并噁唑（PBO）是一種高性能樹脂材料，其商業化產品稱為Zylon，由于PBO 鏈結構中存在交替出現的剛性苯并噁唑環和苯環，因而具備了極高的拉伸強度（5.8 GPa），剛度（270 GPa）和相對較低的密度（1.5～1.7 g·cm-3），可用于制備高強度防彈衣、新型阻燃材料和離子分離膜等。傳統的PBO 生產工藝以二氨基苯二醇和對苯二甲酸為單體，多聚磷酸作為催化劑和溶劑，通過縮聚反應得到產物。然而，即使經過多重清洗，反應結束后體系中殘余的磷酸在潮濕和光照環境中將會催化苯并噁唑環水解，從而導致聚合物的機械強度大幅度下降，應用這種材料的防彈衣的使用壽命也隨之縮短。

據報道，美國布朗大學的孫守恒教授團隊通過利用金鈀催化劑，以一種更加溫和、環保的條件，制備得到了分子量相對較低（Mw=3.6 kDa）的PBO，相較于高分子量的商品化Zylon 材料（Mw=40 kDa），該PBO 制備過程中避免了腐蝕性多聚磷酸的使用，制備得到的材料的耐腐蝕性、抗老化性能更佳，實現了“輕質高能”的目標，有望用于制備高性能防彈衣。相關研究成果發表在《Cell》子刊《Matter》上。

研究者首先以氯金酸和醋酸鈀為金源和鈀源，利用油胺（OAm）和油酸（OAc）為還原劑和溶劑，體積比為50:1，260℃下制備得到不同配比的金鈀納米顆粒（AuPd），再置于500 ℃下活化10 min。此外，通過調節金源和鈀源的含量，可調控該催化劑的尺寸（4 nm～10 nm）。

為了進一步探究催化劑尺寸及金鈀兩種組分對PBO 聚合過程的影響，研究者將一系列的催化劑應用于制備合成模型化合物Bis-imine 的反應中，通過反應的產率評估催化劑性能的優異，選用的溶劑為甲酸，反應機理為金鈀催化劑誘導甲酸析氫，硝基加氫后還原為氨基，醛胺縮合后即可得到模型化合物Bis-imine。結果表明，8nm 的Au39Pd61 催化劑具有最佳的催化效果，并進一步應用于PBO 的聚合反應中。即80℃，24 h聚合產生前驅體pre-PBO，再于300℃高溫關環反應后得到PBO。通過對比上述方法制備得到的PBO 與商品化Zylon 的熱性能和機械性能，研究者發現，將兩種材料浸泡于溶劑（水或DMSO）中一個月后，其熱穩定性能差異較小，但將兩種材料在水和0.5%的磷酸溶液中蒸煮5 天，Zylon 相較于PBO 的熱穩定性和拉伸強度均大幅下降。

（摘編自高分子科學）

基于國產芳砜綸的復合納米纖維膜研發成功

隨著工業的快速發展，鋼鐵、發電廠、化學工業和車輛等排放的空氣污染物已經嚴重影響到了人體健康。然而，實現高溫污染源頭的高效除塵過濾是非常困難的，因為過濾材料既要承受高溫又要經受化學腐蝕，而傳統的基于非織造纖維的過濾材料（例如玻璃纖維、熔噴纖維和紡粘纖維）捕獲細小顆粒物的性能差強人意，不僅面臨著巨大的壓降阻力，且熱穩定性及化學穩定性不佳。

針對特定高溫污染物源頭廢氣排放問題，青島大學寧新教授團隊基于國產芳砜綸（聚砜酰胺）設計了一種新型的聚砜酰胺/聚丙烯腈-勃母石（PSA/PAN-B）復合納米纖維過濾膜。在這項研究中，通過添加少量PAN作為輔助聚合物提高了PSA 的可紡性能。此外，通過引入勃姆石駐極體構建纖維表面粗糙度并且提高了纖維濾材的電荷存儲能力。這種過濾膜在高溫、酸或堿處理后，污染顆粒物的去除效率仍保持不變。

（摘編自高分子科技）

加州大學制備出“水解密”結構色材料

結構色材料因其特性被廣泛應用于防偽、顯示、裝飾等領域。近期，加州大學洛杉磯分校賀曦敏團隊通過結合刺激響應型水凝膠和二維衍射光柵制備出具有可重復啟停結構色的復合材料。在該研究中，“水解密”結構色材料在濕態下顯示高對比度圖案，在干態下無對比度且完全透明，從而完美隱匿所加密圖文。

據介紹，“水解密”結構色材料Hydrocipher 由水凝膠包覆在彈性微柱陣列形成的二維光柵而構成。形成二維光柵的材料（環氧樹脂）不可膨脹，具有穩定的折射率；而其表面的水凝膠層（聚丙烯酰胺）在干態下折射率接近環氧樹脂，但在濕態下遠小于環氧樹脂。這種折射率的匹配與差異使得該材料在干態下渾然一體，不產生結構色；而在濕態下，則可與入射光發生強烈相互作用，產生結構色。與此同時，水凝膠層在干燥與溶脹時帶來的體積變化會驅動微柱產生可逆的彎曲與直立，相應導致二維光柵周期性結構的破壞與恢復，從而形成結構色可逆的消失和產生。

（摘編自中國聚合物網）

新型萊卡EcoMade?纖維通過GRS 認證

11月18日，為服裝行業提供創新纖維和技術解決方案的全球供應商——美國萊卡公司，宣布其目前在巴西生產的新型萊卡EcoMade?纖維166E 型和162E 型，已通過GRS（全球回收標準）認證。萊卡EcoMade?纖維是該公司第一個利用回收材料生產的氨綸品牌。

萊卡EcoMade?纖維提供了與原萊卡纖維相同的持久舒適性、適應力和運動自由度，其部分材料由該公司在生產過程中收集的纖維廢料制成，并與特定濃度的原始聚合物混合，這樣既減少了浪費，又可利用回收的廢舊紡織品。

公司發言人表示，“我們相信可持續發展是一個持續改進的過程，它涉及我們業務的各個方面，從減少能源、水的使用和浪費，到開發性能優異的新產品。作為萊卡公司可持續發展計劃的一部分，我們還設定了一個目標，到2021年將COOLMAX?和THERMOLITE?纖維業務的絕大部分取材轉變為消費后的再生產品?！?/p>

（摘譯自萊卡公司/馬安冬）

霍尼韋爾公司擴大Spectrum?光纖產能

11月18日，美國霍尼韋爾公司宣布，為滿足全球軍用紡織品對高性能和輕型裝甲的需求，公司增加了其自有的Spectrum?光纖的生產能力。

光譜纖維是一種由超高分子量聚乙烯（UHMWPE）制成的超強輕質纖維，采用了霍尼韋爾的Spectrum Shield?技術，可用于先進的裝甲設備中。光纖產品的擴展表明霍尼韋爾致力于增加品種供應范圍，以滿足全球對高級防護裝備日益增長的需求。

霍尼韋爾包裝和復合材料副總裁肯西表示，“我們正擴大光譜纖維的產能，增加頭盔、背心等產品。使用UHMWPE 的裝甲解決方案成為最新的選擇，取代了曾經主導市場的基于芳綸的解決方案。這一擴產將滿足裝甲行業既可以提供最高保護水平同時產品重量較低的需求?！?/p>

按重量計算，光譜纖維的強度是鋼的15 倍，但其重量輕到可以漂浮。光譜纖維是由UHMWPE 采用專利的凝膠紡絲工藝制成的，比芳綸纖維強度高出60%。

（摘譯自霍尼韋爾公司/馬安冬）

VDMA TFL 行業會議著眼企業數字化發展

11月15日，德國機械設備制造業聯合會（VDMA TFL）行業會議在德國柏林舉行。會議以“可能的使命——邁向數字化的一步”，探討了數字化在企業中的應用以及其重要性。

特里爾大學中國政治經濟學教授海勒曼在演講中指出：“數字化帶來了新的商業模式和市場。中國日益增長的全球實力、新的數字控制系統以及對歐洲企業的影響需要引起業界的重視。歐洲企業迫切需要應對中國‘企業社會信用體系’的引入，因為這是一種新型的基于大數據的監管體系?！?/p>

VDMA 代表了德國中型機械和工程領域的3200 多家公司，2018年該行業擁有135 萬名員工，并創造了2325 億歐元的營業額，是德國的工業主體之一。多年來，VDMA 一直致力于紡織品護理、織物和皮革技術的推廣，今年，更多的歐洲成員國也加入了這一組織。倫敦交通局貿易協會常務董事埃爾加·斯特勞布表示：“當前，國際經濟形勢不確定性因素增加，我們只有攜手合作，才能保持競爭力?！?/p>

（摘譯自VDMA TFL 協會/馬安冬）

芬蘭推出紅外傳感技術分類廢舊紡織品

芬蘭回收公司LSJH、拉赫蒂應用科學大學和材料傳感器設備制造商Spectrum engine 不久前聯合啟動了利用紅外傳感技術自動分類廢舊紡織品的項目。LSJH 公司目前正在試運行一個加工廠，旨在推動這種廢舊紡織品回收技術的應用。

LSJH 公司項目工程師Jaakko z 表示，基于紅外傳感器的識別技術在塑料包裝分類方面很常見，但在紡織品回收方面則是一項創新。

到目前為止，芬蘭和歐洲其他地區的廢棄紡織品都是手工分類的。這意味著環保工人要檢查織物標簽來識別不同種類的材料。然而，標簽可能不準確，甚至有時會丟失。對于使用再生纖維生產新產品的行業來說，無法確定所使用的原材料成為棘手的問題。

LSJH 公司的目標是建立一個能夠使用新型紅外傳感器處理芬蘭所有廢棄紡織品以及國外紡織品廢料的設施。其在一份聲明中說，正在開發的光學識別技術將提高織物中纖維識別的可靠性，并將有助于確保生產更高質量的再生紡織品。

（摘譯自Fibre2Fashion/趙穎）