〖中国科技网〗玩转“一根丝”编织“科技布”

作者:记者吴纯新通讯员郑婷来源：技术研究院发布时间:2022-01-05 点击量:

皮肤是人体表面直接与外界环境相接触的组织，具备防护、调节体温、新陈代谢等功能，但生活中却时常受损。

千丝万缕织成一块布，可保暖御寒，也能成人之美。

人类制造出衣物，在人体皮肤与环境之间构筑一道屏障，保证人体健康、舒适。从麻棉丝绸裁剪衣物，到精心聚合、编织纤维，“穿衣”不再是一件家常事，成为实验室新宠。

最“懂”你的衣服来了

生活中，虫蚁叮咬、强烈紫外线辐射都会造成皮肤不适，甚至引发身体机能受损。当外界寒冷、高温环境超越皮肤对人体温度调节限度时，还会造成中暑、肢体冻伤、风湿病等伤害。

伴随户外运动流行和特殊作业环境需求增大，对织物透气性、透湿性以及保暖性等性能要求越来越高。

体表温度、湿度变化都会对人体舒适性产生一定影响，如何最大限度提高服装对人体舒适性的调节功能，成为当前纺织品领域关注的重点问题。

基于此，武汉纺织大学技术研究院教授王栋团队从高分子链结构设计出发，研发出新型具有热湿调控功能的纤维，生产成本低、舒适性好、可穿戴的智能纤维面料。

首先通过在聚酯纤维中添加光热转换纳米陶瓷颗粒，使得纤维材料具有光热蓄能功能，制备出高效光热转换发热聚酯纤维，经模拟人体着衣环境实验，光热转换纤维显示出较好的保温性能。从市场反馈情况看，该纤维产品具有良好的商业前景，目前，相关成果已在中国石化仪征化纤建立千吨级生产线。

该团队制备的智能聚酯纤维织物能根据人体微环境的温度和湿度变化，智能调节织物的孔隙率。这种织物在干燥寒冷环境下，织物结构较为紧密，孔隙率较低，可以阻挡人体热量和湿气散失，达到保温保湿目的；当织物处于潮湿闷热环境下，织物结构会变得疏松，其孔隙率增大，促进人体的热量和湿气快速透过，达到干爽舒适目的。

王栋表示，这种主动根据微气候温湿度的变化自动对织物孔隙进行调节的手段，开创了一种全新人体热湿舒适性解决方案，这项成果不仅能够极大促进功能纺织品理念升级，还有望替代目前的热湿管理纺织品，成为新一代广泛应用的智能纺织品。目前，该成果已实现中试生产，针织面料通过市场验证并取得良好评价。

智能织物让生活更美好

“千变万化一根丝，很多领域都能看到纤维材料的身影。”王栋如是说，纺织材料柔软，有弹性，当直径达到纳米级时，暴露出来的面积就大，表面有用的物质就可最大程度地发挥作用。

一块布如何发挥最大功用？

在王栋看来，如果组成这块布的纤维足够细，那它既可是耐热防火的消防制服，也可是抗菌杀菌的防护材料，还能是感知病人身体状况的传感器、制作精密仪器所需要的过滤部件。

早在十万年前，人类开始制造衣物，逐步从棉、毛、丝、麻等天然纤维到人造纤维，人们已经能成熟地加工出各种不同组织结构的机织物、针织物面料。

在科研人员手中，未来“科技布”是啥样？温度可调，湿度自控，还能感知身体细微变化，穿衣搭配也从视觉审美变成技术活了。

随着生活水平提高，消费者对服装需求更加系统全面，穿着舒适性成为大部分消费者首要关注因素。

“如果调控水和油的比例和混合力，使得油在水中变成一根细长的线状，冷却之后去掉水，就能获得一‘根’油。”王栋介绍，根据这个方法，涤纶、尼龙等市面上常见的纺织材料可以制作成纳米纤维，该技术在纺织行业并不常见。

由此，团队提出不同于传统溶液相转化法制造精密过滤材料的研究思路。发明“多相熔融共混相分离成纤”及梯度覆膜技术，可绿色宏量制造出适用于聚合物纳米纤维涂层膜材料。

目前，这一成果已建成国际首条年产500万平方米的纳米纤维梯度膜材料生产线，实现精密过滤分离材料国产化，广泛应用在医疗健康、能源化工及微电子制造等领域。