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可从雾气中回收水分的特殊织物

为了提高织物水分收集的效率，波兰克拉科夫AGH 科技大学的Stachewicz 课题组利用双喷嘴的静电纺丝设备制备了一种由亲水和憎水纤维组成的具有微米和纳米复合结构的特殊织物，用于从雾气中回收水分。这款织物通过改变亲水和憎水纤维的比例，可以调节织物的润湿性、表面粗糙度和强度，发现PS（1）—PA6（4）结构的织物具有最好的水分回收效率，在3h 内水分回收效率高达127.55 mg·cm-2，拉伸强度为0.11±0.01 MPa。

为了制备出具有亲水和憎水性能的织物，研究者采用双喷嘴的静电纺丝技术，从水平和垂直两个方向喷射亲水和憎水聚合物溶液，同时通过控制喷射时间调整织物厚度和比例。为了验证织物对雾气中水分的回收效率，研究者以加湿器模拟雾气进行试验，加湿器每小时可以喷出400mL 水，喷出水分的速度为19cm·s-1，回收水分的织物面积为10×10 cm2，在3h 内每隔30 min 称量一下回收水分的质量。

研究发现，纳米结构的PA6 纤维可以改善织物的润湿性，并提高了织物机械强度。在复合纤维中，随着PA6 比例的提高，织物对水的接触角逐渐下降：在PS纤维表面水的接触角为142.08±1.71°，在PS（1）—PA6（4）结构中下降到123.26±1.82°中至关重要。

织物的力学性能在实际应用中至关重要，尤其是在风力比较大的地区应用时。通过拉伸测试，研究者发现PA6 纳米纤维的拉伸强度要高于PS 微米纤维，当两种纤维都是无规取向时，拉伸强度分别为1.24MPa 和0.3 MPa，所以提高织物中PA6 的比例时，如PS（1）—PA6（4），织物具有最高的拉伸强度和韧性，分别达到 了0.11±0.01 MPa 和3.59±0.44 MJ·m-3，PA6 的 加入显著改善了PS 纤维的拉伸强度。在水分回收中常用的Raschel 织物强度高，但是具有明显的各向异性特征，其机械强度根据拉伸方向的不同，在1000 到3500N·m-1之间变化，而将该复合纤维引入到Raschel织物，可以显著降低机械性能的各向异性。

研究还发现，水分在不同纤维表面的回收过程不同：在憎水性PS 表面水滴会逐渐长大，但是很难沿着纤维表面流淌；在亲水性PA6 表面水分被限制在纤维之间，很难形成大的水滴；在亲水和憎水复合纤维表面，水滴逐渐长大，而且在重力作用下沿着亲水的PA6 纤维流淌。因此，合理选择织物中亲水和憎水纤维比例对于提高织物水分收集效率至关重要。

（摘编自高分子科学）

兼具自传感与凉感的智能运动衣

智能服装在人体健康监测和自适应等可穿戴领域有着广泛的应用前景。近日，青岛大学曲丽君教授团队和深圳大学张学记教授团队合作，通过微流控纺丝技术制备了具有多尺度无序多孔结构的弹性纤维（MPPU），该纤维具有非常好的导热性能，可给人体带来接触凉感的舒适感受。经石墨烯改性后，该纤维具有优异的拉伸和温度传感性能，可作为传感单元，通过普通的纺织织造方式，无缝地制作出将应变、温度传感和凉感集成于一体的智能运动衣。相关研究成果发表于学术期刊《ACS Nano》。

微流控纺丝技术是近年来新兴的一种纺丝技术，利用微流体的层流特性和扩散特性，可通过改变芯片中微通道设计、流体粘度、微通道中流体流速等参数来调控纤维的结构和尺寸，在结构可控功能纤维材料的制备上具有独特的优势和广阔的应用前景。该研究采用微流控纺丝技术，通过控制纺丝液浓度和微流体在芯片通道内的流速比，制备出具有多尺度无序多孔结构的聚氨酯弹性纤维，并对其在微通道内的形成过程进行了探索研究。与普通织物相比，独特的多尺度无序多孔结构使得MPPU 纤维对人体红外辐射具有较高的透过率，使得皮肤与衣物之间的微环境温度比同等厚度的棉织物下降了至少2.5℃。且通过石墨烯改性后的MPPU 纤维还具有高应变系数（GF）和热阻系数（TCR），因而具有实时的应变和温度传感能力，可以用于监测体温、跟踪人体运动状态以及收集心率等。

（摘编自青岛大学）

芳纶纳米纤维/碳纳米管杂化气凝胶薄膜电磁屏蔽性能优异

前不久，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所（简称：苏州纳米所）研究员张学同与海南大学教授陈永平合作，将高强度芳纶纳米纤维（ANF）与导电/热的碳纳米管（CNT）复合，制备出ANF/CNT 杂化气凝胶薄膜，可同时获得优异的力学性能和电学性能，最后辅以疏水的氟碳（FC）树脂，制备出疏水的FC-ANF/CNT 气凝胶薄膜。与传统膜屏蔽材料相比，所制备的气凝胶薄膜具有诸多优势：密度低（0.043g/cm3、孔隙率高、柔韧性好；疏水性能优异，可用于潮湿环境；导电/热及电加热性能良好；电磁屏蔽性能优异，因此在智能服装、电磁屏蔽和个人热管理系统等方面有着巨大的应用前景。

这种多功能气凝胶薄膜的制备过程非常简单，通过溶解杜邦公司的Kevlar 获得ANF，与CNT 混合均匀，再经刮刀涂布、溶胶—凝胶、冷冻干燥及疏水化过程获得FC-ANF/CNT 气凝胶薄膜。氟碳树脂是一种疏水性涂料，ANFs 和CNTs 作为气凝胶薄膜的构筑单元提供了表面粗糙度，减少了液—固接触面积，从而使得该薄膜呈现出良好的疏水性（137°）。此外，其在80℃热水环境中仍然保持不湿润现象，这是由于FC 涂层在热水温度下可保持完整性，以防止被低表面张力的液体润湿。

研究发现，FC—ANF/CNT 气凝胶薄膜的电导率随着CNT 含量的升高而增加，CNT 含量为40%时，达到了230S·m-1。利用焦耳热效应，该气凝胶薄膜可以通过施加不同的电压来实现温度调控，而且驱动电压较低。施加5V 电压即可获得人体保暖所需温度（52.6℃），低驱动电压不仅保证了节能和人身安全（小于36V），还使得采用电池或电容器对气凝胶薄膜供电成为可能。此外，FC-ANF/CNT 气凝胶薄膜还具有加热稳定性与耐用性。

由于CNT 的存在，FC-ANF/CNT 气凝胶薄膜对电磁波具有屏蔽性能，在568μm 的厚度下，FC-ANF/CNT 气凝胶薄膜（CNT 含量为40%）对电磁波的衰减能力达到54.4 dB。理论分析表明，入射电磁波的衰减来源于气凝胶中三维导电网络中的电导损耗和界面极化损耗，而气凝胶的多孔结构则进一步增加了波的多重散射路径，使得材料对电磁波的衰减能力增强。由于气凝胶薄膜的轻、薄特性，计算出其电磁屏蔽效率高达33528.3dB·cm2·g-1，高于传统碳基、金属基或者导电聚合基的屏蔽材料。

（摘编自材料与测试）

无氟防水透湿功能纺织品研发取得新进展

防水透湿膜不仅能够阻止液态水的渗透，同时还能有效传递水蒸气，在野战军服、高端运动服、医疗卫生、精密电子、建筑材料等领域有着广泛的应用前景。近日，东华大学纺织科技创新中心院士俞建勇及研究员丁彬带领的纳米纤维研究团队在无氟防水透湿功能纺织品领域取得重要进展。相关成果发表于纳米材料领域著名期刊《ACS Nano》上。

研究团队创新性地采用水性无氟交联剂（BIC）和水性无氟疏水剂（ECO）对可生物降解的醋酸纤维素（CA）纳米纤维膜基材进行逐步涂层改性，并经过高温热固化处理制备出环境友好型、高性能无氟防水透湿纤维膜，避免了疏水剂中含氟物质和有机溶剂所产生的环境问题，最大限度地提升了环保性能。超支化树枝状大分子聚合物ECO 具有较长的碳氢链段，赋予了纤维膜良好的疏水性能。封闭型异氰酸酯交联剂BIC 在高温时解封，活性的异氰酸酯基团分别与CA 纤维膜和ECO分子中的羟基反应生成氨基甲酸酯基团，将长碳氢链段通过化学键固定在纤维表面。最终制备的纤维膜耐水压为102.9kPa，透湿量为12.3kg m-2·d-1，拉伸强度为16.0MPa，性能远远优于其他无氟防水透湿膜。

此外，该涂层体系还可用于其他亲水性纤维基材，如聚酰胺6、聚丙烯腈和棉织物，同样可以制备出具有良好防水、透湿性能的功能性纺织品。这种利用无氟水性涂层对纤维膜基材进行疏水改性的策略为环境友好型防水透湿材料的设计制备提供了一种新思路。

（摘编自东华大学）

新型木质素/乙酸纤维素基碳纳米纤维可应用于电化学储能

碳纳米纤维因其质量轻、抗蠕变能力强、比表面积大、热/电传导性能好等特点，在电化学储能领域受到广泛关注。但用于制备碳纳米纤维的传统原料以石油基聚合物为主，其不可再生性和高昂的成本制约了碳纤维的进一步发展和应用。因此，以绿色可再生的天然资源为原料制备高质量生物质基碳纤维成为目前碳纤维领域研究的一个方向。

据报道，大连工业大学周景辉教授课题组设计制备了一种全新木质素/乙酸纤维素基碳纳米纤维，并将其应用于电化学储能领域。通过一步法简单的磷化处理过程，实现木质素与乙酸纤维素分子间的共价键连接。从分子层面上解决木质素优越的热力学稳定性与乙酸纤维素良好的可纺性相结合的问题。相关研究成果发表于《ACS Applied Materials ＆ Interfaces》期刊上。

磷酸作为一种应用广泛的化学试剂，可以使木质素化学结构中的酚羟基脱水，促进交联反应形成聚磷酸盐。随后，磷化木质素与乙酸纤维素中的羟基发生反应，在乙酸纤维素与木质素之间形成稳定的磷脂键。磷化处理可以有效地增加木质素与乙酸纤维素分子之间的相互作用，从而提高前驱体分子链的柔韧性和纺丝溶液的可纺性。随着磷化处理程度的增加，所获得的生物质前驱体纤维直径逐渐增大，且形貌中珠状缺陷结构明显减少。这种珠状缺陷结构的出现主要归因于木质素与乙酸纤维之间发生了相分离。其中，木质素相组成了缺陷结构中的“珠”，乙酸纤维素相组成了缺陷结构中的“线”。对前驱纤维进行短暂的预氧化和碳化处理后得到生物质基碳纳米纤维。由于生物质前驱体纤维中形貌缺陷的存在，物理共混和磷化程度较低的木质素/乙酸纤维素基碳纳米纤维形貌崩塌严重。磷化程度适中的木质素/乙酸纤维素基碳纳米纤维保持了原有的纤维状形貌，这对于获得高性能的生物质基碳纳米纤维至关重要。

独立且直径均匀的纤维形貌为木质素/乙酸纤维素基碳纳米纤维（CFs-5）提供了较大的比表面积（837.4 m2/g）和比电容（346.6 F/g）。在功率密度为400 W/kg 时，基于木质素/乙酸纤维素基碳纳米纤维超级电容器装置的能量密度为31.5 Wh/kg。该研究为实现高性能生物质基碳纤维的制备和生物质资源的高值化利用提供了新思路。

（摘编自高分子科技）

喂食纳米银粒径显著影响家蚕蚕丝性能

蚕丝因其具有优异力学性能、生物相容性和生物降解性，近年来逐渐应用于组织工程、生物医用材料等领域。为了进一步改善蚕丝的性能、提高其应用价值，需要对天然蚕丝进行改性，增强其力学性能、抗菌性能、抗黄变性等。作为一种新型方法，添食育蚕法具有操作简单、无后续处理、可大规模生产、绿色环保的优点。近年来，该方法在喂食有机染料获得彩色蚕丝，以及喂食纳米材料获得性能增强蚕丝方面取得了一定的进展。

据报道，天津大学张雷教授课题组利用一系列不同粒径的纳米银颗粒（20～100nm）喂食家蚕，研究家蚕不同器官对纳米银颗粒的摄取、积累情况，以及蚕丝中纳米银颗粒的含量。结果显示，不同粒径的纳米银颗粒在蚕丝中的含量不同，50nm 的纳米银在蚕丝中含量最高，为147mg/kg，显著高于其他粒径的纳米银颗粒。进一步检测家蚕体内各种器官中的纳米银含量，发现家蚕肠、血淋巴和丝腺中50nm 的纳米银含量最高，相应地，家蚕粪便中50nm 纳米银的含量低于其他组，说明50nm 纳米银通过肠吸收和淋巴循环进入家蚕体内的量较多，积累在丝腺中的量也较多，从而获得具有较高纳米银负载量的改性蚕丝。值得注意的是，通过喂食50nm 纳米银得到的蚕丝纤维对革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）和革兰氏阴性菌（大肠杆菌）均表现出较好的抗菌性能。同时，实验结果表明，蚕丝的直径、形态和结构在改性后未发生明显改变，且其热稳定性有所增强。

该研究证明了纳米银颗粒在蚕体内的有效摄取、生物分布，以及蚕丝负载量与其粒径大小密切相关，为纳米材料改性蚕丝获得具有不同功能的新型丝蛋白材料提供了新的思路。相关研究成果发表于《ACS Sustainable Chemistry ＆ Engineering》杂志上。

（摘编自ACS 美国化学会）

爱普生首次发布定制化工业用成衣打印机

1月16日，爱普生（Epson）发布了其第一台工业用成衣打印机——SureColor®F3070，为不断增长的数字纺织市场带来了全新的定制化解决方案。

SureColor®F3070 旨在提供较低的总拥有成本（TCO）和可靠性，以在高产量的打印车间中保持出色的性能并节省成本。它是Epson 的第一台直接采用双打印头技术和散装油墨系统的工业用成衣打印机，与传统墨盒系统相比可显著降低油墨成本并减少浪费。其优势在于全新的自动高度调节和易于用户维护，以提高生产效率并减少停机时间，从而缩减服装店制作定制服装的交付周期。

爱普生美国公司高级产品经理Tim Check 说：“SureColor®F3070 专为需要高产量、高性价比打印机设备的大中型服装店而设计，它可以在1 分钟内生产出全尺寸衬衫，从而使商店每天可以打印数百件衬衫。”

SureColor®F3070 适用于在各种织物类型（包括棉、亚麻和人造纤维）上进行数码打印定制服装，其设计是为了满足美国千禧一代对独特服装日益增长的市场需求，该打印机采用了新的2.6 英寸双 Precision Core®打印头，可在工业生产速度下实现高质量输出。这款打印机首次根据服装厚度和质地设置打印头高度自动调节，无需用户干预即可实现最佳的打印质量，并且可以轻松地在薄T 恤衫和厚运动衫之间切换，从而减少了不同种类服装之间的停机时间。

（摘译自爱普生美国公司/杜宇君）

美国推出新型高性能干燥面料TurboDry

1月14日，位于美国亚特兰大的技术中心NexTex Innovations 宣布在户外零售商展上推出TurboDry 织物——一种新型的高性能面料。即将申请专利的TurboDry 织物结合了革命性的干燥技术，该技术依赖于仿生原理（受自然界启发而设计），可将水分从一个方向快速地从穿着者的皮肤转移到其外部。基于接触角和毛细作用的物理原理，该技术可以使穿戴者保持干燥，且性能持续时间比化学涂层替代品更久。

NexTex 首席执行官Chad Lawrence 说：“TurboDry通过改善汗液管理为穿着者带来前所未有的舒适感。这项技术几乎可以用于任何想到的运动服服装或配饰，TurboDry 织物的干燥技术不仅适用于长丝纱线，还适用于短纤和各种纤维混纺，主要包括棉和再生纤维素材料。”

TurboDry 是NexTex Innovations 首席技术官（CTO）胡博士研发的。胡博士长年研究树木是如何从根部吸水到叶子的，通过模仿这种自然能力，将其转化到经编、纬编、窄幅松紧和无缝织物。

TurboDry 的水分运输过程是物理过程，其干燥性能不受水洗影响，从而延长了服装的使用寿命。TurboDry可以用回收的聚合物制成，也可以使用相同类型的聚合物（例如100%聚酯纤维）生产，当服装达到其最终用途时，可以在将来回收利用。

（摘译自NexTex Innovations/杜宇君）

兰精集团悦菲纤™技术亮相法兰克福家纺展

兰精集团（Lenzing）在1月7日-10日于德国法兰克福举行的国际家用及商用纺织品展览会（Heimtextil）上，展示其循环经济的最新成果。兰精集团凭借其悦菲纤™（REFIBRA™）技术取得的最新突破——行业内首次使用消费后的棉花废料成功生产天丝™（TENCEL™）莱赛尔纤维，这也将成为可持续高质量家用和内饰产品的基础。

最近，兰精集团宣布了悦菲纤™技术升级的第二阶段，将消费后10%的棉花废料和消费前30%的回收材料混合在一起，这一步是纺织业的一个重要里程碑。兰精集团对天丝™×悦菲纤™纤维使用了一种特殊的识别技术，以确保最终纺织产品纤维中包含可回收材料。

床上纺织品的质量是确保睡眠舒适度的关键因素之一。采用悦菲纤™技术的天丝™莱赛尔纤维通过调节水分的吸收和释放，促进良好的水分管理，从而支持人体的自然热调节，并在整个夜晚提供舒适的透气性。此外，光滑的纤维表面可制成对皮肤柔和的织物。

兰精集团邀请了来自米兰艺术学院、伦敦艺术大学和阿尔托大学的学生，深入到可持续的兰精纤维世界，并创造一个床上用品系列——BEDifferent。兰精集团全球业务发展家纺和室内主管Ebru Bayramoglu 说道：“我们关注未来，并致力于可持续的解决方案。创新的思维创造了天丝™×悦菲纤™纤维、BEDifferent 系列。通过这个项目充分体现了兰精对人和地球的尊重。我们很高兴能在Heimtextil 展览会上展示我们3 个系列的产品，学生们也很乐意与公众分享他们对于可持续纤维的想法。”虽然该系列产品作为藏品概不出售，但将会启发家用纺织品生产商对未来的床上用品的创新理念。

（摘译自兰精集团/杜宇君）