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2019-01-02 05:08
纺织科学研究 2018年12期
关键词:纳米纤维

第一种用塑料瓶制成的气凝胶问世

近日,新加坡国立大学(NUS) Hai Minh Duoong副教授和Nhan Phan-Thien教授领导的团队研究出了一种可以把塑料品制成非常实用的气凝胶的廉价方法。其选用的塑料制品是用PET制造而成的普通塑料瓶。研究人员将PET加工成纤维,然后在上面涂上二氧化硅。通过一系列的化学处理,纤维得到膨胀,再经过干燥处理,最终得到了一种轻质、多孔、柔韧、耐用的气凝胶。

据悉,这是世界上第一种由PET制成的气凝胶,拥有许多潜在的应用。例如,当被涂上各种甲基化合物时,其可以比其他商业吸附剂材料更有效地吸附溢出的石油;可以被用作建筑物的隔热或隔音材料,或作为过滤器,在可重复使用的面罩上捕捉灰尘颗粒和二氧化碳。此外,研究人员还对这种材料的表面进行改性处理,使其能够捕获一氧化碳等有毒气体。

不过其最佳用途是在消防员的外套上起到保护性的隔热作用,这种材料可以承受住620℃的高温。按NUS的说法,这可能相当于是传统绝缘材料的7倍。同时,这种气凝胶的重量却只有后者的10%左右,故其更加柔软灵活。目前NUS已经为这项技术申请了专利并正在寻找工业合作伙伴,进而使其商业化。

(摘编自cnBeta.COM)

藻类可用于开发PAN基碳纤维

日前,慕尼黑工业大学(TUM)的研究人员开发了一种利用海藻吸收环境中的CO2,并制备碳纤维的工艺过程。该工艺流程是,利用海藻能够将空气或发电厂和钢铁厂的工业废气中的CO2转化为海藻油。随后,海藻油被用来生产聚丙烯腈(PAN)基纤维,并通过抛物面太阳能反光镜对纤维进行碳化处理,最终得到碳纤维。

该项目负责人Thomas Brück教授领导的研究团队来自TUM的海藻养殖中心。Brück表示,欧洲和北非拥有数量巨大的植物。该转化系统易于工程化放大,而能够覆盖阿尔及利亚国土面积的植物,从而可抵消现在航空运输过程中所有的CO2排放量。重要的是,采用海藻制备的碳纤维与传统工艺制造的碳纤维并无差别,且可采用现有工艺制备。

(摘编自中国国际复合材料展览会)

无纺布电极材料研发成功

据报道,南京工业大学陈苏课题组通过微流体纺丝技术创制出无纺布电极材料,有望成为可穿戴设备供能的最佳选择之一。制备方法是,将黑磷复合纺丝液,通过微流体纺丝技术,牵引、固化、熔合成黑磷微纳复合纤维无纺布电极材料。该电极材料具备高导电性、高能量密度、优异柔性的超级电容器功能,可以集成到织物里,为可穿戴设备供能。

“微流体纺丝技术是在传统湿法纺丝快速成型的基础上,结合微流体技术的层流效应,制备出微米级纤维的技术,具有很多传统纺丝技术所不具备的优势,是一种无高压电流、节能、安全且操作简便的纤维制备技术。”该课题组研究人员说,“更特别的是,微流体纺丝技术可利用微流体的扩散和层流效应来控制纺丝液的组成和结构,通过模拟生物纺丝器的运作功能来制备出结构可调、排列规整的微纤维。微流体纺丝技术具有快速传质传热、精确操控、易于并行放大、高度可控的连续化生产等特点,因此可广泛应用到生物、医疗、能源、国防等领域。”

目前,智能可穿戴设备全球市场年产值约为280亿美元,且每年以10%的速度增长。该研究成果提升了在微流控受限空间下构筑一维纳微纤维储能穿戴材料的技术水平,有望广泛应用于LEDs、智能手环、柔性显示器等可穿戴领域。

(摘编自科技日报)

中国玄武岩纤维材料大数据库建成

近期,中科院新疆理化所环境科学与技术研究室研究员马鹏程领衔的复合材料团队与贵州中科玄武岩纤维材料创新孵化研究院有限公司合作,率先建成国内玄武岩纤维材料大数据体系:通过分析国内10余个厂家23种玄武岩纤维材料在成分、直径、线密度等参数上的差异,明确了决定玄武岩纤维力学性能的关键因素;分析了不同浸润剂对纤维力学性能的影响,建立起浸润剂组成、含量以及表面性质对纤维整体性能影响的评价体系和过程。

科研人员将上述结果进行系统融合,建立基于国内地理、地质等因素考虑的玄武岩纤维材料大数据库。数据库提供统一的数据输入/输出模块,使得不同厂家的玄武岩纤维材料数据可方便快捷地导入,并提供可视化工具实现数据的直观呈现。数据库还具有分析和比较功能,可根据需求者对纤维某一特定性能的要求,将多个纤维的该参数逐一呈现并实现比较和性能评价。该数据库的建立为玄武岩纤维材料的选矿、厂址建设及行业空间布局和发展提供参考依据,也为用户选用合适的玄武岩纤维产品提供有力的指导,从而为玄武岩纤维材料在不同领域的应用提供技术支持。此外,数据库成果也可用来指导纤维拉丝过程,为开发高性能玄武岩纤维材料提供技术可行性。

(摘编自高分子科技)

新型纳米纤维可防水、绝缘甚至发光

受北极熊、荷叶以及壁虎启发,美国密歇根大学(UM)和威斯康辛大学(UW)的研究人员发现了一种新方法,可以使阵列的纳米纤维变成特殊的“分子毯”。这种纤维层可兼具防水、绝缘和发光等多种特性。UM化学工程教授、论文作者乔尔格·拉汗说:“这个发现非常不可思议。”

北极熊的毛发具有奇特的保温功能,既可以使光很容易进入,又能保证热量不会轻易散失;荷叶的表面有阵列的微观蜡质小管,对水不具有亲和力;壁虎脚上的纳米级茸毛使其能通过原子吸引力牢牢吸附住爬行表面。研究人员希望模仿这些“超能力”,并将其整合到阵列纳米纤维中,也就意味着要找到一种截然不同的方法来制造纳米纤维。

研究人员发现,与含垂直纳米纤维的表面相比,含有弯曲纳米纤维的表面之间的贴合更紧密,顺时针和逆时针缠绕的纳米纤维可以产生维克罗魔术贴一样的效果。研究人员利用液晶作为模板剂,引导纳米纤维的“生长”,使其具有特殊的香蕉状形态。拉汗评价说:“我们采用了多种方法控制纳米纤维的结构,并且这种调控是三维式的。”

此外,研究人员还试验了光学性能,制造出一种发光的材料。研究小组认为,有可能制造出一种像北极熊皮毛一样的结构,其中的单个纤维结构可以引导光线。

(摘编自科界、前瞻网)

在任何服装上绣制电荷存储图案成为可能

据报道,马萨诸塞大学安姆斯特分校的研究人员找到了可穿戴电子设备的突破方向,即他们找到了一种方法来为可穿戴设备创建替代电池的布料。该技术涉及在任何服装上绣制电荷存储图案,设计方法是使用微型超级电容器、蒸汽涂层导电线和聚合物薄膜。

据介绍,独特的缝纫技术在纺织品背衬上可形成柔性的对准电极网,从而形成具有高电容量的固态装置。能量存储装置的特征允许其为可穿戴生物传感器供电。该项目研究人员认为,虽然电子电路元件多年来已经小型化,但电荷存储装置的小型化并未发生。该项目为电荷存储设备带来了所需的小型化,并可以使用他们创建的特殊线程和工艺将电荷存储模式绣制到任何服装上。

尽管纺织科学家之前已经尝试过这种气相沉积工艺,但是在大规模使用时,还存在技术上的挑战性以及价格昂贵的问题。该研究团队使用的蒸汽涂层工艺在致密捻合纱线上形成多孔导电聚合物薄膜,可以用电解质离子溶胀并保持每单位长度的高电荷存储容量。重要的是,他们的研究可证明气相沉积可以扩大规模并保持成本效益。

目前,科学家正致力于将这种新型织物电荷存储设备集成到可穿戴智能服装中,实现使用电子纺织品传感器和低功率微处理器来监控人的步态和关节运动。

(摘编自cnBeta.COM)

功能型纤维/海绵复合物用于医疗领域获进展

近期,中国科学院长春应用化学研究所研究员黄宇彬和副研究员周东方团队设计了一种非常贴近临床操作应用的兼具原位化疗和止血功能的三明治结构纤维/海绵复合物作为肿瘤术后原位植入材料用于术后防复发和转移治疗。

首先通过静电纺丝技术制备担载有抗癌药物顺铂的PLGA/明胶纳米电纺纤维,然后将上述纤维置于明胶/壳聚糖凝胶溶液之间,冻干后得到三明治结构纤维/海绵复合物。该三明治结构纤维/海绵复合物在原位植入肿瘤术后部位后,外层海绵可快速有效止血并吸附术中出血所脱落的肿瘤细胞,内层纳米电纺纤维则可长效缓释顺铂,持续地杀伤海绵中吸附的脱落肿瘤细胞以及手术切缘残存的肿瘤细胞,从而达到优异的防原位复发尤其远端转移的效果。

该纤维/海绵复合物是一种非常好的延性材料,易折叠用于出血部位,尤其是不容易接触到的出血部位;体外与体内止血实验也表明其止血效果明显优于市售的医用明胶海绵。研究表明,该兼具原位化疗和止血功能的三明治结构纤维/海绵复合物作为肿瘤术后原位植入材料,不仅能够有效地防止肿瘤原位复发尤其远端转移,还可避免患者术后高毒副作用的给药和治疗方式,明显增加患者的依从性,贴近临床肿瘤治疗的相关操作,具有非常好的临床应用前景。

(摘编自中科院长春应化所)

东华大学研发出最薄的“纳米丝带”

蚕丝和蜘蛛丝的优异性能取决于其多级结构在介观尺度的有序排列。作为蚕丝多级结构的基础构筑单元,丝素纳米纤维对人造蜘蛛丝等高性能丝蛋白材料的设计和构筑尤其重要。

近日,国际著名期刊《ACS Nano》以全文形式报道了东华大学纤维材料改性国家重点实验室张耀鹏教授、邵惠丽教授团队在蚕丝领域的重要研究成果。论文题目为《Single Molecular Layer of Silk Nanoribbon as Potential Basic Building Block of Silk Materials》。

据悉,研究团队利用氢氧化钠/尿素水溶液体系,在低温下将蚕丝逐级剥离为厚度约0.4nm、宽度约27nm的蚕丝纳米纤维带。这是目前为止世界最薄的丝素纳米纤维带,其厚度仅为丝素蛋白的单分子层厚度,与单层石墨烯厚度相当。

该纳米纤维带主要是由天然蚕丝中原生的β-折叠片层、无规线团以及α-螺旋构象构成的。研究人员通过原子力显微镜、透射电子显微镜及小角X射线散射技术等多种表征技术确认了上述信息,并通过计算机分子动力学模拟技术,模拟了蚕丝在氢氧化钠/尿素水溶液中剥离为丝素纳米纤维的动态过程。在此基础上,他们提出了全新的蚕丝多级结构模型。

基于丝素纳米纤维带悬浮液,该团队制备了超薄、超韧、高透明的丝素纳米纤维薄膜。丝素纳米纤维带通过自组装或者有序构建,可用作增强成分或者直接构建单元,有望制备性能优异或功能性的丝素蛋白基材料,比如骨组织工程支架、手术缝合线、超薄柔性自支撑透明膜等,有望应用于生物医学、生物电子接口、过滤、光学、成像等领域。

(摘编自东华大学生物质材料成型与加工课题组)

美国PrimaLoft公司推出一系列可降解生物技术

11月13日,美国PrimaLoft公司推出一系列可降解生物技术,可将生物性能织物100%回收。并且,在PrimaLoft生物绝缘材料开发中使用的100%可回收的生物可降解技术也被用于PrimaLoft生物性能织物的开发。

PrimaLoft生物纤维由100%的回收材料制成,当暴露在特定环境(如垃圾填埋场或海洋)下时,纤维就会分解。PrimaLoft增强了纤维对在这些环境中存在的微生物的吸引力,使得微生物以更快的速度吞噬纤维,从而使织物或绝缘材料回归自然元素。

据艾伦·麦克阿瑟基金会的研究估计,在涤纶、尼龙或丙烯酸等塑料基纺织品的洗涤过程中,每年有50万吨塑料微纤维脱落,最终流入海洋。而PrimaLoft生物纤维在接触到垃圾填埋场或水体中存在的微生物时就会降解,避免了微塑料垃圾的产生,同时在服装整个可用生命周期中,该生物纤维也具有耐用性。

PrimaLoft计划在2020年秋季推出两款可降解产品,以供消费者使用。未来,PrimaLoft也将继续在其产品组合中采用类似的生物降解技术。

(摘译自PrimaLoft公司/马安冬)

瑞士KJUS品牌发布首件采用HYDRO_BOT技术的滑雪服

11月14日,瑞士高端运动服装品牌KJUS发布了世界上第一件采用电子控制膜的服装,突破性地将可穿戴技术——HYDRO_BOT集成到滑雪服中,使汗水可以有效地从服装内部排出,以保持滑雪者的干爽及温暖。

HYDRO_BOT技术将两个位于背部高汗区的面板整合到内服中。该面板由3个功能层组成,其中由每平方米数万亿个孔洞组成的膜,被导电织物包围。当施加一个小的电脉冲时,毛孔就会变成微型泵,迅速且有效地将汗水从身体和外套中抽出。这款滑雪服的开关操作简单,可通过集成控制单元控制,也可借助iPhone或Android兼容的应用程序通过蓝牙控制。该项技术解决了滑雪和运动装领域所需服装的透气性,以及当滑雪者穿着保暖防水的衣服在较冷的温度下流汗时所产生的问题。

革命性的HYDRO_BOT技术比普通薄膜的排汗效率高10倍,而且不会受寒冷温度的影响。并且滑雪者产生的水分越多,其工作速度就越快。同时,采用应用程序测量通过面板的汗液量,还能为调节体温提出切实可行的建议,从而使滑雪者在第一时间将出汗量降至最低。

(摘译自KJUS品牌/马安冬)

杜邦生物材料公司加入循环经济创新计划

11月12日,杜邦生物材料公司加入循环经济(CE100)创新计划。此创新计划将企业、政府、学术机构、新兴创新者和附属机构聚集在一个多方利益相关者平台上,学习和合作发展循环经济。

循环经济(CE100)创新计划,汇聚了时尚行业的领袖,通过推动关键利益相关者之间的合作,从根本上重新设计他们的运营模式,创建符合循环经济原则的新的纺织经济。总体目标是,使用安全和可再生材料开发服装,增加新的商业模式,将旧衣服改造成新衣服。作为CE100的一员,杜邦生物材料公司将参与其他成员的合作项目,如参加艾伦·麦克阿瑟基金会的年度峰会和两年一次的研讨会等。不仅如此,该公司还加入了艾伦·麦克阿瑟基金会。

杜邦生物材料公司在可持续材料创新方面拥有丰富的经验,有能力将世界一流的科学和工程技术引入全球市场。例如,将包括杜邦™梭罗那®聚合在内的高性能技术应用到不同行业。梭罗那聚合物由37%的可再生植物原料制成,为服装和地毯行业提供了高性能、可持续的材料选择,具有柔软性、耐沾污性和耐久性等关键特性。此外,该公司还开发了一系列可再生的工程多糖,具有广泛的性能特性,可应用于各行各业。

CE100的宗旨是,通过探索、发展和采取新措施,加速向循环经济的转型。通过在合作、创新和教育之间保持良好的平衡,该计划可以激励像杜邦这样的公司取得更快、更大的成功。随着杜邦加入CE100,该计划在材料科学和工程严谨方面获得了丰富的经验。

(摘译自杜邦工业生物科学公司/马安冬)

打造全国最大的羊毛羊绒产业基地

11月23日,中国通用技术集团与大同市政府、大同中银纺织科技有限公司在北京签署合作协议,致力于合资合作共同打造全国最大的羊毛羊绒产业基地。

中国通用技术集团总经理陆益民、大同市市长武宏文出席签约仪式,中国通用技术集团副总经理周明春、大同市政府领导、大同中银纺织科技有限公司董事长冯文明分别在签约仪式上致辞。中国通用技术集团运营管理总部总经理孙简、大同市政府副市长冯苏京、大同中银纺织科技有限公司董事长冯文明分别代表三家单位签署合作协议。

大同项目由中国通用技术集团所属中国轻工业品进出口集团有限公司和中国纺织科学研究院有限公司等单位分别与大同中银纺织科技有限公司开展合作,主要为大同中银纺织科技有限公司提供科技、采购、仓储和销售服务。预计项目全部达产后将成为国内该行业最大的产业链基地。该项目的成功推进是中国通用技术集团在加快业务转型发展,建设具有全球竞争力的世界一流企业进程中的一项重点工程。

中纺院与新乡市人民政府签订战略合作协议

10月26日,由河南省新乡市政府、河南省科技厅、河南省教育厅共同举办的第一届高校院所河南科技成果博览会(简称“高博会”)在新乡市开幕。中国通用技术集团中纺院董事长、党委书记庄小雄受邀出席开幕式,并代表中纺院与新乡市人民政府签订战略合作协议。

2015年6月,在新乡市政府大力支持下,由中纺院控股、新乡化纤和蓝科高新共同出资成立了中纺院绿色纤维股份有限公司,专注于将中纺院打破国外多年技术垄断、拥有完全独立自主知识产权的生物基lyocell纤维技术产业化,2016年12月,年产1.5万吨lyocell纤维产业化项目一次性开车成功,实现了当年建设当年投产,并且全套装备国产化,2017年7月,项目实现了全产能运行,为进一步深化中纺院同新乡市政府的务实合作打下了坚实基础。

中纺院此次参加高博会,并同新乡市政府签订战略合作协议,有利于进一步促进中纺院科技成果转化,推进lyocell纤维项目产业化建设,同时也将为新乡市创新发展作出更大的贡献。

中纺设计公司荣获多个部级奖项

近日,在2018年度全国纺织行业优秀工程设计、咨询成果评选活动中,河北中纺工程设计有限公司获得部级优秀工程设计奖3项、优秀咨询成果奖1项,其中为中纺院绿色纤维股份公司设计的年产15000吨新溶剂法纤维素产业化项目,为石家庄新合纤维科技股份有限公司设计的纺纱项目荣获优秀工程设计一等奖,为新疆常山恒宏纺织科技有限公司编制的纺织服装综合建设项目可行性研究报告荣获优秀工程咨询成果一等奖。

纺织行业优秀工程设计、咨询成果奖项评选两年进行一次,是展示纺织行业工程设计、咨询成果的最好平台,深受行业内设计院所的重视。此次评选中,中纺设计公司参评的项目中有两个纺织类项目被评为一等奖,是纺织类项目获奖最多两个单位之一,也标志着中纺设计公司在纺织行业工程设计中一贯的高水平和高水准。

中丽制机与东华大学联合培养博士、硕士

近日,北京中丽制机工程技术有限公司与东华大学就博士研究生和硕士研究生联合培养、博士后选拔培养以及科技研发合作等领域达成共识,双方同意设立“东华大学—北京中丽制机工程技术有限公司研究生联合培养及科技创新研发中心”,目前,双方已经完成相关协议签署工作,后续工作正在稳步推进。

东华大学是教育部直属、国家“211工程”、国家一流学科建设高校,在纺织化纤技术、先进制造技术、数字化技术、工业机器人、工业大数据等技术方面均具有先进技术优势。此次双方共同设立研究生联合培养及科技创新研发中心,旨在最大限度的发挥双方各自优势,联合培养工程技术类博士研究生和硕士研究生,同时,双方共同承担科研任务,合力推进科技创新,促进科技成果转化的同时,也促进了中丽制机公司技术水平提升和产品质量提高。

化纤协会油剂助剂分会成立

为推动化纤油剂助剂产业发展、延长服务范畴,同时加强化纤企业与油剂助剂企业融合,在26家会员单位的支持下,10月14日,中国化学纤维工业协会油剂助剂分会成立大会在上海举行。会议由中国化学纤维工业协会副会长王玉萍主持。

会议进行了中国化学纤维工业协会油剂助剂分会(暂定)工作条例审定及组织机构确定。经过选举,产生了中国化学纤维工业协会油剂助剂分会第一届组织机构,杭州传化化学品有限公司被选为会长单位,常州市灵达化学品有限公司等9家单位被选为副会长单位,中国工程院院士蒋士成为战略专家委员会主任,东华大学研究院副院长王华平及上海石化教授级高工王鸣义为战略专家委员会委员。

值得一提的是,会员单位中,不乏有北京中丽制机工程技术有限公司等大型纺织装备企业和东华大学化工化学与生物工程学院实验室等研发评价机构,加强了油剂助剂企业、化纤装备企业、科研评价机构及化纤企业多方上下游互动。

绍兴纺织职工研修班顺利开班

为全面贯彻落实《新时期产业工人队伍建设改革方案》精神,切实提高绍兴市产业工人技能素质,进一步推动绍兴市高技能、高素质人才队伍建设,培养纺织工匠,助推产业转型发展,11月10日,由绍兴市总工会主办、中纺院浙江分院承办的2018年度纺织行业职工岗位技能提升研修班正式开班,共有来自全市纺织企业的56名学员报名参加。浙江分院总经理崔桂新和绍兴市总工会副主席章顺德出席了开班仪式并分别致辞。

崔桂新首先介绍了浙江分院的整体发展情况,重点介绍了自中纺培训中心成立以来的师资团队建设情况,并希望以本期研修班为起点,让更多的纺织产品开发人员了解浙江分院,有技术问题找浙江分院,实现技术开发与市场信息的互联互通。

章顺德介绍了绍兴纺织产业发展现状,指出了高技能人才培养的重要性,并充分肯定了浙江分院在技能培训方面的师资力量和所做的贡献,同时也希望学员们珍惜机会,集中精力,认真学习,力争通过此次研修班的课程学习使自身能够在岗位技能素养方面有质的飞跃。

据悉,此次研修班共开设针织技术、纺织面料分析检验、染整技术等三期课程,每期48课时,重点面向全市针织、染整企业从事生产、管理、工艺设计人员及纺织品外贸进出口、跟单的业务人员、纺织品检验检测人员等。研修班将采用理论和现场教学、案例分析、互动交流、实战训练的培训模式,提升学员综合能力。

此外,本次研修班的开展对于激发纺织职工立足岗位开展创新,解决技术难题,同时促进优化传统产业,遵循绿色织造方面也起到了积极的导向作用。

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