前沿

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導(dǎo)電玄武巖纖維技術(shù)取得進(jìn)展

中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所研究員馬鵬程帶領(lǐng)的復(fù)合材料團(tuán)隊(duì)與德國德累斯頓萊布尼茨高分子研究所教授Edith M?der合作，嘗試以玄武巖纖維為基底，利用其本身含有的金屬元素，并采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)不同碳納米材料在玄武巖纖維表面的沉積和生長。

研究表明，通過控制實(shí)驗(yàn)條件，可高效、可控地在玄武巖表面生長出高溫裂解碳納米顆粒（PyC-BF）涂層或碳納米管（CNT-BF），并實(shí)現(xiàn)纖維由絕緣體向?qū)w的轉(zhuǎn)變。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《復(fù)合材料A：應(yīng)用科學(xué)與制造》（Composites Part A: Applied Science and Manufacturing）上。

研究人員將PyC-BF和CNT-BF纖維束包埋在高分子樹脂中，在拉伸條件下開展復(fù)合材料健康檢測的研究。研究發(fā)現(xiàn)，制備的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料表現(xiàn)出明顯的正壓阻效應(yīng)（即材料在外界負(fù)載條件下電阻增大，且在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)，材料的電阻變化率與應(yīng)變呈現(xiàn)線性關(guān)系）；含纖維束的導(dǎo)電復(fù)合材料基本都是接近整個(gè)材料完全斷裂時(shí)才變?yōu)椴粚?dǎo)電（應(yīng)變約為4%）；在拉伸過程中，電阻變化會(huì)出現(xiàn)“臺(tái)階式”上升的行為，這表明內(nèi)部纖維斷裂是單根先后斷裂的方式。含PyC-BF的復(fù)合材料表現(xiàn)出“斜臺(tái)階”方式（下圖左），而含CNT-BF的纖維材料表現(xiàn)出“直臺(tái)階”方式（下圖右），這與纖維表面的導(dǎo)電層組成、形貌，纖維和樹脂之間形成的界面層和浸潤性密切相關(guān)。

該研究工作實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電玄武巖纖維的制備，研究成果有望在增加玄武巖纖維的功能價(jià)值、拓展其應(yīng)用領(lǐng)域的同時(shí)，還提供一種新的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)層級(jí)結(jié)構(gòu)纖維材料的制備，并可作為一種潛在的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料界面強(qiáng)度調(diào)節(jié)方法。

（摘編自中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所）

日本研發(fā)出可伸縮和水洗的超薄太陽能電池

據(jù)日媒報(bào)道，日本理化學(xué)研究所與東京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)出了一種具有伸縮性、可水洗的超薄型太陽能電池。該電池可以貼在衣服上，用作穿戴設(shè)備的電源。據(jù)悉，該研究成果已發(fā)表在近日發(fā)行的英國科學(xué)雜志《自然·能源》上。

理化學(xué)研究所研究員福田憲二郎與東京大學(xué)教授染谷隆夫?qū)⒕哂邪雽?dǎo)體特性的有機(jī)化合物涂抹在超薄高分子膜上，制成了這款太陽能電池。該電池厚度僅為3微米，即使被彎曲揉壓也可正常工作。如果不慎被墨水等物質(zhì)染色，使用清洗劑進(jìn)行清洗，也不會(huì)影響電池性能。此外，這種太陽能電池轉(zhuǎn)換太陽能的功率是普通薄型太陽能電池的2倍。

福田憲二郎表示：“這種太陽能電池有望應(yīng)用于一些貼在衣服上測量血壓、體溫以幫助發(fā)現(xiàn)早期疾病的醫(yī)療器具，或用作與衣物一體化的薄型智能手機(jī)電源等?！?/p>

（摘編自人民網(wǎng)、高分子科技）

通用型 “兩面神”Janus濾膜技術(shù)獲突破

近日，加拿大女皇大學(xué)（Queen's University）劉國軍（Guojun Liu）教授的研究團(tuán)隊(duì)成功制備了一種通用型 “兩面神”Janus濾膜，實(shí)現(xiàn)了對離子型與非離子型表面活性劑穩(wěn)定的水包油乳液和油的高效分離。

這種“兩面神”濾膜，同時(shí)具有疏水性與表面吸附的功能。通過在濾膜一面的表面上接上表面活性劑分子，例如聚乙二醇單月桂酸酯，這層表面活性劑分子可以和穩(wěn)定乳液、包裹在油滴表面的表面活性劑分子競爭，當(dāng)濾膜表面上的表面活性劑分子密度最優(yōu)化時(shí)，油滴會(huì)被這層表面活性劑分子吸附，從而在濾膜表面聚集，在毛細(xì)力的作用下透過濾膜，而由于另一側(cè)的超疏水性，水則會(huì)被阻擋，從而實(shí)現(xiàn)油水分離。這種通過具有表面活性劑的固體來吸附乳液顆粒從而實(shí)驗(yàn)油滴聚集的分離機(jī)理從來未被報(bào)導(dǎo)過。

團(tuán)隊(duì)合成了兩種熱固化型聚合物：P1-g-EL 與P2-g-PDMS，并分別將兩種聚合物接在濾膜的兩面。制備過程如下：首先將棉織物在P2-g-PDMS溶液中浸泡至吸附飽和狀態(tài)，隨后將浸泡后的棉織物在170 ℃的表面上加熱使聚合物交聯(lián)固化，而棉織物的上層則用80℃的水冷卻防止聚合物交聯(lián)。3小時(shí)后棉織物厚度一半的聚合物發(fā)生交聯(lián)，而未被固化的聚合物則通過熱THF洗去。這時(shí)，將棉織物半成品浸泡于P1-g-EL溶液中，取出后接著在170 oC的烘箱中加熱3小時(shí)。

據(jù)悉，新一代“兩面神”棉紡織物能成功分離離子型和非離子型表面活性劑穩(wěn)定的水包油乳液，大大拓寬了其應(yīng)用范圍，也為高分子表面活性劑的應(yīng)用提供了另一種思路。如果在將來能簡化這種“兩面神”棉紡織物的制備過程，它將能大范圍地應(yīng)用于生活與工業(yè)中。

（摘編自高分子科學(xué)前沿）

棉花纖維可以帶有熒光或磁性性質(zhì)

據(jù)《Science》報(bào)道，研究人員發(fā)現(xiàn)給棉花植物吃點(diǎn)帶有熒光基團(tuán)或者磁性基團(tuán)的小分子（培養(yǎng)試驗(yàn)：給棉花植物胚珠澆含有熒光或磁性物質(zhì)的水），可使長出的棉花纖維也帶有熒光或磁性性質(zhì)。并且研究人員證實(shí)這種外來的功能性分子是深層次進(jìn)入了棉花纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)中（右下圖：吸收原理），而不是表面的涂層，所以這樣的功能性棉花纖維是耐清洗的，可應(yīng)用于特種織物上。

據(jù)了解，給棉花植物吃的帶有熒光基團(tuán)或者磁性基團(tuán)的小分子由兩部分結(jié)構(gòu)組成，一部分是糖結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)植物細(xì)胞吸收運(yùn)輸，另一部分結(jié)構(gòu)接上功能性基團(tuán)負(fù)責(zé)熒光性能或磁性性能。研究人員使用6-carboxyfluorescein–glucose 溶液培養(yǎng)長出的棉花纖維獲得熒光性質(zhì)，使用dysprosium–1,4,7,10-tetraazacyclododecane- 1,4,7,10-tetraacetic acid–glucose溶液培養(yǎng)長出的棉花纖維獲得磁性。

（摘編自高分子網(wǎng)）

美國專利商標(biāo)局公布3項(xiàng)智能織物專利

據(jù)報(bào)道，美國專利商標(biāo)局公布了蘋果公司的3種智能織物發(fā)明專利——可識(shí)別觸摸手勢的觸敏紡織裝置、具有嵌入式輸入輸出設(shè)備的3D織物結(jié)構(gòu)、具有嵌入式電子元件的織物，或許未來蘋果公司會(huì)在 MacBook、Apple Watch、iMac、iPhone 的機(jī)身和配件中采用這些智能織物。

可識(shí)別觸摸手勢的觸敏紡織裝置

傳統(tǒng)電子設(shè)備的輸入裝置和觸摸傳感器都是使用剛性材料或剛性基片形成的，形狀受限。因此，開發(fā)柔性材料輸入裝置具有更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。蘋果最新發(fā)明的觸敏設(shè)備就是一種基于紡織品的觸敏設(shè)備。這種紡織基觸敏設(shè)備可由兩組垂直方向的導(dǎo)電紗線交織而成，還可以在兩組導(dǎo)電紗線中配置傳感電路，以向兩組紗線施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)并產(chǎn)生電荷。傳感電路還可以檢測兩組紗線中電荷的變化。

這種觸敏織物可以植入各種紡織服裝，如襯衫、夾克、手套等；配飾，如錢包、手提包、背包等；以及非服用織物，如地毯、掛毯、室內(nèi)裝飾織物等。植入的位置可以是服裝的袖子、口袋或其他部位，甚至能以帶狀或者繩狀的形式植入服裝配飾中。植入這種觸敏織物的紡織品可以識(shí)別觸摸手勢，并能接收織物上的觸摸指令和用戶輸入。

具有嵌入式輸入輸出設(shè)備的3D織物結(jié)構(gòu)

第二項(xiàng)專利的織物發(fā)明涉及到一種嵌入式輸入輸出設(shè)備的三維織物。電子設(shè)備可以結(jié)合到織物中形成諸如開關(guān)等的輸入輸出裝置。換句話說，織物中的一些凸起部分可以實(shí)現(xiàn)平板、電話、電腦的一部分功能鍵。而為了使用方便，這種 3D 織物可能會(huì)被嵌入在諸如吊墜、耳機(jī)、眼鏡、帽子等飾物中，而 3D 織物也可以制成粗糙的、光滑的表面，甚至還可以運(yùn)用玻璃、陶瓷、結(jié)晶材料等非織物材料。

具有嵌入式電子元件的織物

在蘋果公司的第三款智能織物發(fā)明中，蘋果公司會(huì)將電子元件直接嵌入在織物當(dāng)中，織物可以采用金屬線和其他導(dǎo)電纖維，而這些纖維還可以作為電子元件的天線。如圖所示的是類似 Apple TV 盒的設(shè)備，設(shè)備外圍均由織物形成，電子部件#20 已經(jīng)被安裝在織物內(nèi)的纖維中，如果需要，織物的開口可以用于容納諸如按鈕 #22、#16和連接器#18的部件，或者也可以直接省略掉這些部件。

（摘編自威鋒網(wǎng)）

植物殘?jiān)兩碥囉锰祭w維

使用植物和樹木來制造紙或乙醇等產(chǎn)品，會(huì)留下一種名為木質(zhì)素的殘留物，其是植物細(xì)胞壁的成分之一。剩余的木質(zhì)素不是很有用，一般是被燒毀或被扔進(jìn)垃圾填埋場。

華盛頓州立大學(xué)的研究人員將這種木質(zhì)素廢棄物與聚丙烯腈混合，制成了強(qiáng)度好又便宜的車用碳纖維。用木質(zhì)素制成的碳纖維將比目前生產(chǎn)的纖維更可持續(xù)、更便宜。現(xiàn)代汽車和飛機(jī)上所用的碳纖維通常由聚丙烯腈（PAN）制成，這是一種昂貴的不可再生聚合物?！癙AN可以貢獻(xiàn)碳纖維總成本的一半，” 華盛頓州立大學(xué)Ahring實(shí)驗(yàn)室的研究員Jinxue Jiang說道，“我們的想法是通過使用可再生材料（如生物煉制木質(zhì)素）來降低制造碳纖維的成本。其他研究人員試圖用100%的木質(zhì)素制造碳纖維，但最終得到的纖維強(qiáng)度太弱。而我們希望將PAN的高強(qiáng)度與木質(zhì)素的低成本相結(jié)合，以生產(chǎn)汽車用碳纖維?！?/p>

為了開發(fā)出一種強(qiáng)而價(jià)廉的碳纖維，Ahring的團(tuán)隊(duì)將木質(zhì)素與PAN以不同含量混合，從0到50%不等，并用熔融紡絲工藝將聚合物熔合成單纖維?！疤岣呔酆衔锘旌衔锏臏囟龋钡剿鼈?nèi)诨娇梢粤鲃?dòng)，”Jiang說，“然后，轉(zhuǎn)動(dòng)這些聚合物熔體直到纖維形成?！?/p>

研究人員利用核磁共振光譜、量熱法和電子顯微鏡等多種方法評估了纖維的結(jié)構(gòu)和機(jī)械特性。結(jié)果表明，在不犧牲強(qiáng)度的情況下，可以消除多達(dá)20-30%的木質(zhì)素。研究人員表示，木質(zhì)素碳纖維可以用于汽車行業(yè)，如內(nèi)部零件、鑄件和輪胎框架。下一步，研究人員將在汽車制造廠測試他們的纖維是否可用于實(shí)際生產(chǎn)。

（摘編自賽奧碳纖維技術(shù)）

科學(xué)家研制出三維正交編織TENG織物

自充電可持續(xù)供能的摩擦納米發(fā)電機(jī)（TENG）是一類新興的能量收集器件，依據(jù)接觸起電和靜電感應(yīng)的耦合作用原理，其能夠?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。據(jù)了解，TENG低廉、高效、環(huán)保的特征和普遍適用性使其在小規(guī)模的機(jī)械能收集和大規(guī)模的能源發(fā)電方面都具有廣闊的發(fā)展前景；并且其在低頻和無規(guī)則機(jī)械能（例如人類運(yùn)動(dòng)能、風(fēng)能、水波能、振動(dòng)能等）收集方面表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。

據(jù)報(bào)道，博士生董凱、鄧佳楠、博士后訾云龍等研究人員，在中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林院士的指導(dǎo)下，通過結(jié)合不銹鋼/聚酯混紡紗線、PDMS包覆的能量收集紗線和絕緣結(jié)合紗線，成功研制出了高輸出功率的三維正交編織TENG（3DOW-TENG）織物。相關(guān)研究成果發(fā)表在近期的Adv.Mater.（DOI: 10.1002/ adma.201702648）上。

經(jīng)過結(jié)構(gòu)類型和電路連接模式的優(yōu)化，在雙電極模式下，絕緣Z-紗線捆綁成型的3DOW-TENG表現(xiàn)出最佳電學(xué)性能，同時(shí)三維正交的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為不銹鋼/聚酯混合導(dǎo)電紗線提供了足夠的接觸-分離空間。此3DOWTENG織物在擊打頻率為3Hz時(shí)，最大輸出功率高達(dá)263.36mW m-2，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)二維TENG織物。

除此之外，自供電的3DOW-TENG織物在生物機(jī)械能量收集和運(yùn)動(dòng)信號(hào)追蹤方面性能優(yōu)異。此研究工作也為多功能自供電織物在可穿戴電子、住宅安保與健康監(jiān)護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用上，提供了新的方向。

圖中（a）大面積可穿戴3DOW-TENG織物實(shí)物圖；（b）拉伸、折疊、卷曲機(jī)械形變狀態(tài)下的3DOW-TENG；（c）3DOW-TENG在拍打（左圖）或踩踏（右圖）情況下點(diǎn)亮了組成“3DTX TENG”圖樣的71個(gè)LED燈；（d）自供電3DOW-TENG用于可穿戴夜間警示燈展示圖，自充電3DOW-TENG織物穿戴在小臂上，點(diǎn)亮了組成“STOP”字樣的16個(gè)LED燈；（e）3DOW-TENG在擊打情況下對商業(yè)電容器（0.68 μF）的充電性能展示圖；（f）3DOW-TENG在拍打情況下對智能手表連續(xù)供電；（g）不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，自供電3DOW-TENG輸出的開路電壓；（h）自供電3DOW-TENG跳舞毯示意圖；（i，j）拍打（左）和踩踏（右）下工作的跳舞毯。

（摘編自中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所）

Stahl推出無全氟化碳(PFC)皮革防水劑

據(jù)報(bào)道，皮革化學(xué)品和涂料公司Stahl推出了一系列用于皮革制品的防水解決方案。新的防水劑旨在確保皮革產(chǎn)品，如鞋類和爬山裝備，能夠在抵擋雨、水、雪的同時(shí)，不影響性能，還兼具環(huán)保功能。

Stahl的Neo皮革成品組合，其解決方案是不含PFC(全氟化碳, Perfluorocarbon)和BTX(苯甲苯二甲苯, benzene toluene xylene)。Stahl執(zhí)行長Huub van Beijeren表示：“盡管對環(huán)境造成了危害，但在防水皮革上，全氟化碳(PFC)的使用是普遍的。因此，不使用PFC讓我們在皮革行業(yè)里，向環(huán)保邁出了一大步?！?/p>

據(jù)悉，Stahl公司在西班牙的Parets del Vallès開設(shè)了新的卓越中心(Centre of Excellence )，該中心專注于皮革化學(xué)品和性能涂料的研發(fā)，如下一代Stahl EVO系列無DMF聚氨酯涂料。

（摘編自亞洲紡織聯(lián)盟）

美國Microban公司選擇抗菌紡織產(chǎn)品分銷商

9月19日，美國Microban?國際有限公司選擇領(lǐng)先的紡織化學(xué)品生產(chǎn)商Texchem為英國經(jīng)銷商。Microban可以提供全面的氣味控制和抗微生物的解決方案，包括對服裝、家具、家用紡織品、紡織技術(shù)和醫(yī)療保健的零售商。與Texchem的伙伴關(guān)系，將確保Microban公司組合創(chuàng)新的氣味控制和抗微生物技術(shù)，與需求客戶進(jìn)行無縫集成，為英國乃至全世界品牌和零售商服務(wù)，支持全球供應(yīng)鏈、全球監(jiān)管援助服務(wù)等。

美國Microban公司選擇分銷商，是公司在開拓歐洲市場，以及在世界各國建設(shè)生產(chǎn)設(shè)施，進(jìn)行市場開發(fā)的新一步，將使其在更短的時(shí)間內(nèi)，為更多的地區(qū)提供滿意的客戶服務(wù)。Texchem公司致力于高新技術(shù)的創(chuàng)新和卓越的客戶服務(wù)，之所以與Microban合作，不僅基于Microban公司在紡織品異味控制解決領(lǐng)域的寬度和廣度，也因其卓越的研發(fā)能力、全球聲譽(yù)和品牌實(shí)力。

通過與知名品牌的合作，包括卡爾文、銳步、彪馬等，Microban公司的紡織品異味控制技術(shù)組合已形成AEGIS?、alibur?，Scentry?和zptech?等系列。該公司最近推出了一系列品牌革新，并創(chuàng)建了一個(gè)新的B2B網(wǎng)站，以拓展市場，并擴(kuò)大全球的銷售團(tuán)隊(duì)。

（摘譯自美國Microban國際有限公司/馬安冬）

美國Beocare集團(tuán)與意大利FRA公司進(jìn)行戰(zhàn)略聯(lián)盟

據(jù)報(bào)道，美國針織醫(yī)用紡織品Beocare集團(tuán)與意大利FRA公司簽訂了戰(zhàn)略聯(lián)盟。作為交易的一部分，F(xiàn)RA公司通過增資收購Beocare資本的少數(shù)股權(quán)，這將給Beocare帶來額外的營運(yùn)資金，以擴(kuò)大其在美國市場的影響力。兩家公司在以各自的品牌在各自的市場運(yùn)作的同時(shí)，將合作在歐洲和美國整合其產(chǎn)品線和生產(chǎn)能力。

基于該聯(lián)盟，Beocare 將成為FRA公司在美國的分銷商,并進(jìn)一步擴(kuò)大其產(chǎn)品范圍，生產(chǎn)如固定網(wǎng)的褲子、擁有專利的醫(yī)用小管、一系列繃帶等產(chǎn)品。其位于美國Hudson的制造廠將進(jìn)一步擴(kuò)大，未來它可以制造更多在美國獲得生產(chǎn)許可證的產(chǎn)品。同時(shí)，F(xiàn)RA公司將成為Beocare所有產(chǎn)品唯一的歐洲分銷商，銷售包括無縫固定褲子、產(chǎn)科和外科使用的彈性服裝。兩家公司的合作將形成全球商業(yè)版圖，未來能夠更好地滿足客戶的需求。

FRA是世界領(lǐng)先的醫(yī)療、食品、農(nóng)業(yè)和工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造公司。在過去的55年里，F(xiàn)RA公司打破原有surgifix專利，生產(chǎn)出供應(yīng)醫(yī)療管狀彈性網(wǎng)、彈性網(wǎng)格的褲子和繃帶，并暢銷世界。其使命是通過創(chuàng)新的產(chǎn)品、被授予的一流認(rèn)證以及設(shè)計(jì)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，提供一流的產(chǎn)品和無與倫比的服務(wù)，從而提高客戶的滿意度。

（摘譯自美國Beocare集團(tuán)/馬安冬）

Viloft?生物降解纖維獲認(rèn)證

德國Kelheim的特種纖維Viloft?粘膠在9月5日獲得了可生物降解的測試證書。由比利時(shí)機(jī)構(gòu)根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)對纖維進(jìn)行了測試，確認(rèn)其在海水中自然分解。因此，該證書是Kelheim 公司特種纖維在不同環(huán)境中優(yōu)異的生物降解性最好的證明。

Viloft?纖維短切纖維由德國粘膠纖維領(lǐng)導(dǎo)品牌Kelheim纖維設(shè)計(jì)，其原料是自然界最豐富的可再生原材料，其橫截面和短纖維長度決定了其能夠被快速分解，因此，濕紙巾用纖維素可以防止在污水處理中，堵塞管道而引起的問題。

全世界每年大約有110萬噸非織造布用于擦拭濕巾，其中大部分是以石化產(chǎn)品為原料，這些濕巾中有很大一部分用于嬰兒和個(gè)人護(hù)理，但是處理不當(dāng)，有可能通過廁所或者直接排放到環(huán)境中，由于不可降解而造成環(huán)境污染。

據(jù)報(bào)道，濕巾甚至是海灘上最常見的碎片之一。這些海洋垃圾降解時(shí)間長達(dá)450年，對海洋生物和人類食品安全造成威脅。由于個(gè)人衛(wèi)生用品的回收是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作，因此最好盡可能地選擇可生物降解的產(chǎn)品，特別是對于一次性使用的產(chǎn)品。

（摘譯自Kelheim 公司/馬安冬）