紡織技術(shù)與多領(lǐng)域結(jié)合現(xiàn)狀

曹吉強(qiáng)

(新疆大學(xué)，新疆 烏魯木齊 830046)

紡織技術(shù)與多領(lǐng)域結(jié)合現(xiàn)狀

曹吉強(qiáng)

(新疆大學(xué)，新疆 烏魯木齊 830046)

文章對紡織技術(shù)在醫(yī)療、環(huán)保、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行了分析總結(jié)，提出現(xiàn)代紡織應(yīng)在實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展的同時(shí)，與其他領(lǐng)域緊密結(jié)合，將新技術(shù)、新材料、新工藝應(yīng)用到多領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)紡織行業(yè)的跨領(lǐng)域發(fā)展。

紡織技術(shù)；多領(lǐng)域；應(yīng)用

紡織行業(yè)是一個(gè)傳統(tǒng)的行業(yè)，在人們以往的認(rèn)識(shí)中就是家紡服飾等，其實(shí)這是很片面的，隨著科技的進(jìn)步，紡織行業(yè)的范圍也在不斷變化，紡織品的研究向也向多功能、多領(lǐng)域轉(zhuǎn)變。目前紡織技術(shù)應(yīng)用研究在傳統(tǒng)紡織的比例較低，大部分是研究紡織新材料，包括對織物的特殊整理、可降解材料、阻燃材料、防水透氣材料等。目前紡織材料在醫(yī)療、環(huán)保、軍事等各個(gè)領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用。

1 醫(yī)療領(lǐng)域

紡織材料在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用主要分為人體器官和其它醫(yī)療輔助裝置。其中人體器官的研究比較廣泛，如血管、人工神經(jīng)導(dǎo)管、人工腎肺肝等。醫(yī)療輔助裝置如紗布、繃帶、醫(yī)用縫合線、載藥紡織品等發(fā)展較快[1]。

1.1 人工血管

由于生活節(jié)奏的加快、生活方式無規(guī)律等原因，心血管疾病已成為危害人類健康的常見病。據(jù)統(tǒng)計(jì)，心血管疾病導(dǎo)致的死亡占總死亡原因首位，其主要治療方法是血管移植[2]。人工血管的研制開始于20世紀(jì)初，一般使用醫(yī)用高分子材料制造但是存在無通透性的問題，我國到1950年才開始對這方面進(jìn)行研究。1952年Voorheees使用維綸制造了人工血管，成功解決了通透性的問題[3]?，F(xiàn)已有滌綸、真絲、膨體四氟乙烯應(yīng)用不同的織造工藝制作的人工血管制品，但還存在著一些不足。此外在研究新型材料和結(jié)構(gòu)的人工血管的過程中發(fā)現(xiàn)，采用新型的可降解材料和靜電紡絲技術(shù)可生產(chǎn)出具有良好性能的人工血管[4]。

1.2 人工神經(jīng)導(dǎo)管

每年大概有50萬人由于創(chuàng)傷等各種原因?qū)е轮車窠?jīng)損傷，造成身體機(jī)能變差、甚至完全喪失勞動(dòng)能力，給社會(huì)和家庭帶來負(fù)擔(dān)[5]。周圍神經(jīng)修復(fù)與重建是國際醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)難題，針對這種病癥最佳的治療方法是自體神經(jīng)移植，但是存在供體來源有限、供區(qū)感覺和運(yùn)動(dòng)功能受損等弊端[6]，人工神經(jīng)導(dǎo)管因此應(yīng)運(yùn)而生。人工導(dǎo)管經(jīng)過多年發(fā)展雖已攻克導(dǎo)管成型和材料降解等關(guān)鍵技術(shù)，但科研人員為了使其更好地應(yīng)用還在不斷探索。邵梅玲[7]制備了管中管復(fù)合型神經(jīng)導(dǎo)管，其各項(xiàng)性能較以往產(chǎn)品有所提高，有望成為下一代神經(jīng)修復(fù)組織工程支架；潘信[8]使用靜電紡制備了納米紗線構(gòu)建的新型神經(jīng)導(dǎo)管支架。

1.3 醫(yī)用縫合線

目前醫(yī)用縫合線按是否可被人體吸收主要分為可吸收類縫合線和不可吸收類縫合線。其中真絲縫合線在國內(nèi)非吸收手術(shù)縫合線方面應(yīng)用和研究較多，侯丹丹[9]、崔海春[10]、呂愛鳳[11]對真絲縫合線進(jìn)行了一些抗菌處理，提高了真絲縫合線的抗菌性能；可吸收縫合線，一般在人體內(nèi)2～6月可以自然溶解，也沒有排斥反應(yīng)，但國內(nèi)的可吸收縫合線基本都從國外進(jìn)口，價(jià)格昂貴，所以研制自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可吸收縫合線勢在必行，何理平[12]嘗試用海貍鼠尾部肌腱制作了可吸收縫合線。

1.4 載藥紡織品

20世紀(jì)60年代以前，治療疾病的主要給藥方式為劑型，如片劑、注射劑、貼片、膠囊劑等，這種方式存在藥物濃度不穩(wěn)、半衰期短、藥效難以維持等問題。所以人們不斷試驗(yàn)新的給藥方法，例如以一定藥物為基礎(chǔ)，通過適宜的介質(zhì)或者載體使藥物釋放可控，可以更好地利用藥物。德國柯洛卡醫(yī)用品公司研制出一系列的載藥紡織品，將紡織品穿戴在患處即可起到治療和保健的作用[13]；秦靜雯[14]對醋纖基載藥納米纖維緩釋體系的制備與性能進(jìn)行研究；侯曉曉[15]對基于雜化微球的載藥織物的制備和性能進(jìn)行了研究；戰(zhàn)鶴楠[16]應(yīng)用靜電紡絲技術(shù)制備了新型纖維膜并對其載藥性能進(jìn)行了研究。

2 環(huán)保領(lǐng)域

紡織行業(yè)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用基本可以分成兩種。第一種是紡織生產(chǎn)環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，第二種是將新型的紡織品用在治理污染上。在這兩方面紡織行業(yè)對環(huán)保領(lǐng)域做出很多貢獻(xiàn)。

2.1 紡織生產(chǎn)環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用

據(jù)統(tǒng)計(jì)，紡織服裝業(yè)的污水排放量在18個(gè)工業(yè)產(chǎn)業(yè)中排第二位，廢氣排放量占第四位，隨著各國環(huán)境制度的日益嚴(yán)格，我國紡織服裝業(yè)將面臨更大的挑戰(zhàn)。印染廢水和漿紗的漿料廢液是紡織服裝生產(chǎn)過程中主要污染來源，高志勇等[17]研究了濕地植物在處理紡織工業(yè)廢水中的應(yīng)用及作用機(jī)制，為紡織生產(chǎn)環(huán)保技術(shù)的研究提供了一種新思路。

2.2 環(huán)保用紡織品

我國以往的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是以資源、能源消耗，勞動(dòng)力為主的工業(yè)為支撐，如化工、建材、冶金、電力、紡織等，但是高速發(fā)展的傳統(tǒng)工業(yè)必然會(huì)帶來大量的污染。隨著大氣污染和水污染的日益嚴(yán)峻，過濾吸附材料越來越受到重視，張仁忠[18]將納米紡絲技術(shù)應(yīng)用到制作空氣、廢水過濾、吸附、降解材料；游香瑾[19]應(yīng)用蒲絨制作非織造高蓬松絮片嘗試處理海洋石油污染問題。

3 軍用領(lǐng)域

目前紡織技術(shù)在軍用領(lǐng)域的應(yīng)用主要分成兩類，一類為常規(guī)用紡織品，另一類為具有特殊防護(hù)作用的紡織品，后者近幾十年得到高速發(fā)展。隨著科技的高速發(fā)展，現(xiàn)代戰(zhàn)場上的武器會(huì)給軍人帶來很大的傷害，防護(hù)服作為軍人身體的最后一道防線，除需具備基本的服用性能外，還要通過使用新材料、新技術(shù)使防護(hù)服具有防火、防生化、防彈、防紅外等特殊防護(hù)功能，便于軍人在特殊環(huán)境下更好地完成任務(wù)及保護(hù)自身生命安全。

3.1 防彈服

目前各國由于恐怖、暴力事件的增多，在公共安全領(lǐng)域的投入日益增大，軍用防護(hù)品的研究越發(fā)受到重視。防彈衣作為最常用的一種軍用紡織品，早已得到廣泛使用。美國軍方近年來研究發(fā)現(xiàn)用一種別名叫“金眼”的蜘蛛的絲做出的防彈衣重量輕且防彈性能好[20]；加拿大用超聲波縫紉機(jī)為警犬制作防水防彈衣[21]；翁浦瑩[22]對STF-Kevlar和UHMWPE織物復(fù)合形式及其防彈性能進(jìn)行了對比研究。

3.2 偽裝隱身服

軍事偽裝是現(xiàn)代軍事中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)，現(xiàn)代戰(zhàn)爭中各種探測技術(shù)的運(yùn)用，讓武器的命中率不斷上升，偽裝紡織品作為規(guī)避敵方偵查的一種手段，能夠有效地保護(hù)士兵。迷彩服是一種利用不同顏色條塊使士兵形體外觀融入周圍環(huán)境的軍服，由于其極大地增強(qiáng)了軍人在行動(dòng)時(shí)隱蔽性得到廣泛應(yīng)用[23]；美國軍用品公司研發(fā)了一種多光譜偽裝服，可以規(guī)避紅外線和熱傳感器的檢測；韓超[24]對紅外隱身涂料在滌棉混紡織物偽裝防護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

4 其它領(lǐng)域

紡織技術(shù)在其它領(lǐng)域的應(yīng)用還有很多，比如機(jī)電設(shè)備、航空工業(yè)、建筑工程、船舶制造領(lǐng)域等。將紡織技術(shù)應(yīng)用到鋰電池負(fù)極材料上是一個(gè)研究熱點(diǎn)，許昌亮[25]采用靜電植絨技術(shù)制備了石墨烯鋰電池材料；風(fēng)力發(fā)電葉片現(xiàn)在最廣泛使用的是聚酯基玻璃纖維增強(qiáng)材料、環(huán)氧基玻璃纖維增強(qiáng)材料，但目前葉片正向輕量化、大型化發(fā)展，碳纖維正在逐步取代玻璃纖維，馬騰[26]對風(fēng)電葉片用單向碳/玻層間混編復(fù)合材料的性能進(jìn)行了研究；玻璃纖維作為一種輕質(zhì)高強(qiáng)的復(fù)合增強(qiáng)材料，被廣泛用于航天、建筑、電子、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，趙德方[27]嘗試將廢舊的絲織物和玻璃纖維制作復(fù)合材料。

5 結(jié)語

我國與發(fā)達(dá)國家相比，企業(yè)的實(shí)力、創(chuàng)新能力、科研水平等都有不小的差距。應(yīng)大力提倡自主創(chuàng)新、培養(yǎng)專業(yè)人才，將現(xiàn)有紡織技術(shù)與多學(xué)科結(jié)合，探索紡織技術(shù)在新領(lǐng)域的應(yīng)用，提升我國紡織行業(yè)的核心競爭力與科技含量，以便更好地服務(wù)大眾，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展。

[1] 王璐，關(guān)國平，王富軍，等.生物醫(yī)用紡織材料及其器件研究進(jìn)展[J].紡織學(xué)報(bào)，2016，37(2)：133—140.

[2] 陳偉偉，高潤霖，劉力生，等.《中國心血管病報(bào)告2015》概要[J].中國循環(huán)雜志，2016，31(6)：617—622.

[3] 田順珠.聚3-羥基丁酸己酸酯(PHBHHx)靜電紡絲人工小血管的構(gòu)建與性能研究[D].上海：東華大學(xué)，2016.

[4] Elahi M F，Guan G，Wang L，et al. Surface Modification of Silk Fibroin Fabric Using Layer-by-Layer Polyelectrolyte Deposition and Heparin Immobilization for Small-Diameter Vascular Prostheses[J].Langmuir，2015，31(8)：2517—2526.

[5] 朱德志,王伯珉.骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞與新型神經(jīng)導(dǎo)管復(fù)合材料修復(fù)周圍神經(jīng)缺損[J].中國組織工程研究，2015， 19(45)：7320—7324.

[6] 胡輝.新型神經(jīng)導(dǎo)管復(fù)合材料與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞用于周圍神經(jīng)缺損的基礎(chǔ)研究[D].廣州：南方醫(yī)科大學(xué)，2013.

[7] 邵梅玲.具有管中管結(jié)構(gòu)復(fù)合神經(jīng)導(dǎo)管的制備及材料性能研究[D].上海：東華大學(xué)，2014.

[8] 潘信.靜電紡制備納米紗線構(gòu)建新型神經(jīng)導(dǎo)管支架[D].上海：東華大學(xué)，2015.

[9] 侯丹丹. 編織型抗菌真絲縫合線的制備工藝對其結(jié)構(gòu)與性能的影響[D].上海：東華大學(xué)，2015.

[10] 崔海春.新型納米水凝膠接枝真絲縫合線抗菌性能研究[D].上海：東華大學(xué)，2016.

[11] 呂愛鳳.醫(yī)用抗菌真絲編織縫合線的開發(fā)研究[D].上海：東華大學(xué)，2013.

[12] 何理平.海貍鼠尾部肌腱制作醫(yī)用可吸收縫合線的研究[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

[13] 黃洲東.醫(yī)用紡織品的研究應(yīng)用現(xiàn)狀及其進(jìn)展[A].全國印染助劑行業(yè)研討會(huì)暨江蘇省印染助劑情報(bào)站第25屆年會(huì)論文集[C].中國染料工業(yè)協(xié)會(huì)紡織印染助劑專業(yè)委員會(huì)、江蘇省印染助劑情報(bào)站，2009.

[14] 秦靜雯.醋纖基載藥納米纖維緩釋體系的制備及性能研究[D].無錫：江南大學(xué)，2014.

[15] 侯曉曉.基于雜化微球的載藥織物制備方法與性能研究[D].上海：東華大學(xué)，2014.

[16] 戰(zhàn)鶴楠.靜電紡絲制備聚己內(nèi)酯/γ-聚谷氨酸共混纖維膜及載藥性能研究[D].吉林：吉林大學(xué)，2016.

[17] 高志勇，謝恒星，劉楠楠，等.濕地植物在處理紡織工業(yè)廢水中的應(yīng)用及作用機(jī)制[J].北方園藝，2016，(8)：204—207.

[18] 張仁忠.多級介孔TiO2納米纖維膜的制備及其光催化降解性能研究[D].上海：東華大學(xué)，2016.

[19] 游香瑾.蒲絨非織造高蓬松絮片的制備與性能研究[D].上海：東華大學(xué)，2016.

[20] 孫立華.新型防彈衣：戰(zhàn)場上的“保護(hù)神”[J]. 財(cái)會(huì)月刊，2016，(10)：3.

[21] 朱玲.加拿大用超聲波縫紉機(jī)為警犬制作防水防彈衣[J].中國纖檢，2016，(9)：136—137.

[22] 翁浦瑩.STF-Kevlar、UHMWPE織物復(fù)合形式及其防彈性能研究[D].杭州：浙江理工大學(xué)，2015.

[23] 孫立華.迷彩:偽裝的秘密[J].解放軍生活，2016，(8)：66—68.

[24] 韓超.紅外隱身涂料的制備及其在滌/棉混紡織物偽裝防護(hù)中的應(yīng)用研究[D].杭州：浙江理工大學(xué)，2015.

[25] 許昌亮.石墨烯鋰電池負(fù)極材料的靜電植絨制備方法及電化學(xué)性能研究[D].上海：東華大學(xué)，2016.

[26] 馬騰.風(fēng)電葉片用單向碳/玻層間混編復(fù)合材料的性能研究[D].上海：東華大學(xué)，2016.

[27] 趙德方.絲織物/玻璃纖維氈混雜增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)性能研究[D].上海：東華大學(xué)，2016.

Present Situation of Textile Technology Combined with Multi-domain

CaoJiqiang

(Xinjiang University, Urumqi 830046, China)

The paper analyzed and summarized application examples of textile technology used in medical treatment, environmental protection, military and so on. It points out that modern textile technology should closely combine with other domains while achieving development of its own and new technologies, new materials, new technology applied in multi-domain to achieve interdisciplinary development of textile industry.

textile technology; multi-domain; application

2017-06-22

新疆大學(xué)“高等教育教學(xué)改革工程”四期項(xiàng)目(XJU2015JGY36)

曹吉強(qiáng)(1988—)，男，新疆烏魯木齊人，助理實(shí)驗(yàn)師。

TS101

A

1009-3028(2017)04-0054-03