光熱轉(zhuǎn)化碳纖維將助力海水淡化

目前的光熱轉(zhuǎn)化材料主要有碳基材料、等離激元材料以及半導(dǎo)體材料等，上述材料由于其自身的物理化學(xué)穩(wěn)定性，在高鹽霧、高溫度、高濕度以及高腐蝕等極端環(huán)境下存在應(yīng)用局限，比如高鹽海水（10wt%）、苦咸水、強(qiáng)極性有機(jī)溶劑、油水乳液等多介質(zhì)的分離及純化等。

為解決上述問題，中科院寧波材料所先進(jìn)功能膜團(tuán)隊設(shè)計并制備了一種具有超穩(wěn)定環(huán)境耐受性的碳纖維材料，用于光熱轉(zhuǎn)化多介質(zhì)純化。

研究團(tuán)隊通過水熱合成技術(shù)在碳纖維表面引入穩(wěn)定的碳層，提高表面粗糙度，比表面積增加到0.5m2/g，在波長為200～2500nm的光吸收由改性前的89%提升到97%；并且碳化改性過程中有部分極性官能團(tuán)引入，改性后的碳纖維的表面極性提高，極性表面能提高到20mN/m，使得碳纖維能夠依靠纖維之間的毛細(xì)力對液體（水或者有機(jī)溶劑）進(jìn)行自提取，不需要附加額外的汲取材料，簡化了太陽能蒸發(fā)器件的設(shè)計。編織后的碳纖維層可直接作為汲水及光熱轉(zhuǎn)化層進(jìn)行多種介質(zhì)的純化。

研究結(jié)果表明碳化改性碳纖維材料，在多介質(zhì)純化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，如高鹽海水脫鹽，有機(jī)溶劑脫色，油水乳液脫油等，大大拓展了目前碳纖維以及光熱轉(zhuǎn)化材料在溶劑純化方面的應(yīng)用領(lǐng)域。該成果以“Ultra-robust carbon fibers for multi-media purification via solarevaporation”為題發(fā)表在《Journal of Materials Chemistry A》雜志上。

（摘編自中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所）

自愈合凝膠纖維及其自組裝構(gòu)筑纖維織物研發(fā)成功

納米纖維或纖維微反應(yīng)器近年來因其在組織工程、傳感器和可穿戴設(shè)備中具有重要的應(yīng)用而受到廣泛關(guān)注。如何通過簡單的方式將一維（1D）纖維材料轉(zhuǎn)變成多維有序結(jié)構(gòu)材料具有重要的研究和應(yīng)用意義，亦是該領(lǐng)域挑戰(zhàn)性研究課題之一。據(jù)報道，南京工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)工程國家重點實驗室、化工學(xué)院教授陳蘇團(tuán)隊在國家自然科學(xué)基金重點基金的資助下，以微流控紡絲技術(shù)為手段原位合成了自愈合凝膠纖維，并利用原纖維間的自愈合作用力實現(xiàn)了1D纖維到多維織物的編織。

研究者通過分子設(shè)計，利用國內(nèi)南京捷納思微流體紡絲機(jī)原位合成了自愈合凝膠纖維。微流體紡絲技術(shù)由于其簡單、高效、靈活的可控性和環(huán)境友好的化學(xué)過程為凝膠纖維和纖維微反應(yīng)器的連續(xù)化構(gòu)造提供了強(qiáng)大的平臺?；谥骺腕w作用力，凝膠纖維表現(xiàn)出優(yōu)異的自愈合性能。研究者巧妙地利用自愈合凝膠纖維作為組裝單元，借助原纖維間的固有的超分子作用力，實現(xiàn)了多維纖維織物的簡單快速構(gòu)筑，如圖所示?？椢锞哂辛己玫娜嵝?、可拉伸性能和較高的機(jī)械性能。此外，研究者將凝膠纖維與導(dǎo)電納米材料相結(jié)合，利用該方法成功制備了自愈合復(fù)合導(dǎo)線和超級電容器。這項研究成果為多維纖維結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計和快速構(gòu)筑提供了一種新思路。

（摘編自高分子科學(xué)前沿）

科學(xué)家“誘騙”細(xì)菌產(chǎn)出仿蛛絲

幾十年來，科學(xué)家一直試圖仿造天然蛛絲，以用于手術(shù)縫線、運(yùn)動裝備和防彈背心等。不過，他們合成的纖維始終有所欠缺。如今，一個團(tuán)隊“誘騙”細(xì)菌產(chǎn)生了和天然蛛絲一樣堅固和富有彈性的絲。

研究人員此前將來自蜘蛛的產(chǎn)絲DNA移植進(jìn)細(xì)菌、蠶、植物，甚至山羊體內(nèi)，以試圖大規(guī)模產(chǎn)生這種物質(zhì)。不過，迄今為止，最好的工程纖維的強(qiáng)度只有真正蛛絲的一半。蛛絲堅韌的秘密在于由上百個一連串重復(fù)氨基酸構(gòu)成的大型蛋白質(zhì)分子。這些氨基酸由長度相仿的重復(fù)DNA序列編碼。不過，美國華盛頓大學(xué)能源、環(huán)境和化學(xué)工程學(xué)院教授Fuzhong Zhang介紹說：“通常來說，大自然不會喜歡重復(fù)DNA，并且會想辦法清除它?！彪m然蜘蛛知道如何讓大型DNA保持穩(wěn)定，但對于其他生物來說，這種重復(fù)的單元都被剪掉或者改變了。

為繞過這個問題，Zhang和同事修改了涉及產(chǎn)生蛛絲蛋白質(zhì)的蜘蛛DNA。經(jīng)過改造的擁有這種修飾DNA的微生物，會產(chǎn)生帶有獨特“標(biāo)簽”的蛛絲蛋白質(zhì)分子。這些“標(biāo)簽”將兩個分子粘在一起，從而形成想要的長鏈然后脫落。由此獲得的蛋白質(zhì)比最大的天然蛋白質(zhì)還要長。研究人員將這些蛋白質(zhì)研磨成粉末，然后混合進(jìn)一種溶液。這種溶液可被紡成強(qiáng)度和天然蛛絲一樣的纖維。

Zhang表示，合成蛛絲或能可持續(xù)地替代諸如尼龍等以石油為原料制成的纖維，但還需面臨如何低成本、大規(guī)模生產(chǎn)的挑戰(zhàn)。未參與該工作的圣地亞哥州立大學(xué)化學(xué)和生物化學(xué)學(xué)院教授Gregory Holland表示，最新方法可能面臨同樣問題，因為紡絲溶液由具有腐蝕性且成本較高的溶劑制成。

（摘編自中國科學(xué)報 ）

亞麻—碳混雜纖維模具可使材料使用成本下降15%

英國預(yù)浸料和天然纖維增強(qiáng)織物生產(chǎn)商Composites Evolution日前發(fā)布消息稱，推出一款創(chuàng)新的混雜纖維復(fù)合材料模具，用亞麻纖維增強(qiáng)織物降低傳統(tǒng)碳纖維/環(huán)氧樹脂模具的生產(chǎn)成本。

其實，當(dāng)人們利用熱壓罐成型工藝生產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料制品的時候，通常也會采用以碳纖維預(yù)浸料制作的模具。這樣可以保證在加熱過程中模具和部件發(fā)生同步的熱膨脹，避免部件發(fā)生形變。然而，用碳纖維復(fù)合材料制作模具價格十分昂貴。

為降低模具的制作成本，Composites Evolution和模具制造商KS Composites共同開發(fā)了一款新的模具預(yù)浸料系統(tǒng)。因為亞麻纖維和碳纖維的熱膨脹性能極為相似，所以他們在制作模具的過程中，以亞麻纖維增強(qiáng)織物替代了部分碳纖維織物。與傳統(tǒng)全碳纖維復(fù)合材料模具相比，亞麻—碳混雜纖維模具的材料使用成本下降了15%，模具自身重量下降了15%。同時，亞麻纖維作為天然纖維的一種，可以自然再生，更加環(huán)保。

在KS Composites進(jìn)行的測試實驗中，亞麻—碳混雜纖維模具成功耐受了超過400輪熱處理工藝周期，另有一件模具已投入產(chǎn)品生產(chǎn)。 Composites Evolution商業(yè)經(jīng)理Gareth Davies評價說：“很高興能為客戶提供更加多樣化的材料選擇，這款新產(chǎn)品不僅具備技術(shù)優(yōu)勢和商業(yè)價值，同時還契合了可持續(xù)發(fā)展的理念?！?/p>

（摘編自中國國際復(fù)合材料展覽會）

日本開發(fā)出可直接噴灑于皮膚的超細(xì)纖維

日本花王株式會社近日宣布開發(fā)出了創(chuàng)新的超細(xì)纖維（Fine Fiber）技術(shù)，將直徑亞微米級別的超細(xì)纖維直接噴灑在皮膚上，可在皮膚表面形成輕柔自然的積層型超薄薄膜，達(dá)到護(hù)膚目的。這項在護(hù)膚、彩妝等化妝品領(lǐng)域里有前景的技術(shù)，未來還會在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用。

超細(xì)纖維技術(shù)運(yùn)用了無紡布領(lǐng)域的超細(xì)紡絲技術(shù)——靜電紡絲法（ES法）。這種方法是將帶正電的聚合物溶液噴射在帶負(fù)電的對象物表面，就像蠶吐絲作繭一樣，聚合物溶液通過噴嘴被拉伸成絲狀并有力地噴灑出來，在對象物表面層層重疊，形成薄膜。

研究發(fā)現(xiàn)，生成的纖維膜與曬傷后脫落的皮膚角質(zhì)具有類似的性狀，集合了器械、電力、原材料、安全性、構(gòu)造解析等技術(shù)。該方法形成的薄膜越靠近邊緣越薄，因此會自然貼合皮膚，看不到皮膚與薄膜的交界線。而且，薄膜與皮膚的高低平面差別極小，所以不易脫落。

研發(fā)團(tuán)隊在開發(fā)超細(xì)纖維技術(shù)的過程中，為了在日常生活環(huán)境下形成性質(zhì)穩(wěn)定的超薄薄膜，對裝置的小型化和最佳電壓、流量的控制也進(jìn)行了研究。該研究成果將在纖維工程、皮膚科學(xué)等相關(guān)學(xué)會期刊上發(fā)表。

（摘編自科技日報）

下一代新型碳纖維材料或?qū)崿F(xiàn)自我檢測

碳纖維復(fù)合材料輕而堅固，是汽車、飛機(jī)和其他交通工具的重要結(jié)構(gòu)材料。其是由聚合物基質(zhì)組成，如環(huán)氧樹脂，其中嵌入了增強(qiáng)碳纖維。由于這兩種材料力學(xué)性能的不同，纖維在過大的應(yīng)力或疲勞下會從基體上脫落。這意味著碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷可能仍然隱藏在表面以下，無法通過肉眼檢測到，從而導(dǎo)致災(zāi)難性的失效。

美國能源部橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)威格納研究員克里斯·鮑蘭德(Chris Bowland)表示：“通過了解復(fù)合材料內(nèi)部的情況，可以更好地判斷它的健康狀況，并知道是否有需要修復(fù)的損傷?！?/p>

最近，Chris Bowland和ORNL的碳和復(fù)合材料小組組長Amit Naskar發(fā)明了一種滾動條式的方法，將導(dǎo)電碳纖維包裹在半導(dǎo)體碳化硅納米顆粒上。這種納米材料嵌入的復(fù)合材料比其他纖維更強(qiáng)，并且具有一種新的能力——監(jiān)測自身結(jié)構(gòu)健康狀況。當(dāng)足夠多的涂層纖維嵌入到聚合物中時，這些纖維就會形成一個電力網(wǎng)，而大塊復(fù)合材料就會導(dǎo)電。半導(dǎo)體納米顆?？梢栽谕饬Φ淖饔孟缕茐倪@種導(dǎo)電性，為復(fù)合材料增加機(jī)電功能。如果復(fù)合材料被拉伸，涂層纖維的連接性就會被破壞，材料中的電阻就會發(fā)生變化。如果風(fēng)暴湍流導(dǎo)致復(fù)合機(jī)翼彎曲，一個電信號可能會警告飛機(jī)的電腦以提示機(jī)翼承受了過大的壓力，并提出進(jìn)行檢查的建議。

ORNL的滾動條式示范在原則上證明了該方法可以大規(guī)模生產(chǎn)下一代復(fù)合材料涂層纖維。為了制造嵌入納米顆粒的纖維，研究人員將高性能碳纖維的線軸裝在滾軸上，滾軸將纖維浸泡在環(huán)氧樹脂中，環(huán)氧樹脂中含有市場上可買到的納米顆粒，其寬度約為病毒的寬度（45～65nm），然后將纖維在烤箱中烘干以固定涂層。進(jìn)而，研究人員對納米粒子嵌入的纖維粘附在聚合物基體上的強(qiáng)度、復(fù)合材料的傳感能力等進(jìn)行了測試。

目前，Chris Bowland和Amit Naskar已經(jīng)申請了一項制造自感知碳纖維復(fù)合材料的工藝專利?！敖n涂層提供了一種利用正在開發(fā)的新型納米材料的新途徑?！盋hris Bowland說。ORNL實驗室指導(dǎo)的研究和開發(fā)項目支持了這項研究，該研究發(fā)表在美國化學(xué)學(xué)會期刊《Applied Materials & Interfaces》上。

（摘編自前瞻網(wǎng)、JEC、賽奧碳纖維技術(shù)）

蘭精公司申請25項專利技術(shù)

2018年12月3日，蘭精公司向世界知識產(chǎn)權(quán)組織提交第一波新蘭精? Web技術(shù)專利申請。這25項應(yīng)用專利專注于產(chǎn)品、過程和應(yīng)用程序的發(fā)明，是蘭精知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)戰(zhàn)略的一部分。

蘭精? Web技術(shù)涵蓋一種從植物木漿開始，到生產(chǎn)100%連續(xù)Lyocell長絲的非織造織物的過程。該技術(shù)提供了一種獨特的自粘結(jié)機(jī)制，可以在鋪絲過程中，將細(xì)絲粘結(jié)在織物上。與其他非織造技術(shù)相比，這種自粘結(jié)機(jī)制使得非織造織物具有更優(yōu)勢的基礎(chǔ)重量、更廣泛的表面紋理，以及可懸掛性和尺寸穩(wěn)定性。

蘭精公司的企業(yè)戰(zhàn)略非常注重可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新，蘭精? Web新技術(shù)與該技術(shù)相關(guān)的25項專利的申請凸顯了蘭精對無紡布行業(yè)的承諾。蘭精公司將繼續(xù)支持其合作伙伴的業(yè)務(wù)，為消費(fèi)者的日常需求提供可持續(xù)的創(chuàng)新解決方案。

（摘譯自蘭精公司/馬安冬）

帝人公司DELTAPEAK系列開發(fā)新產(chǎn)品

2018年12月3日，日本帝人集團(tuán)旗下的帝人前沿有限公司宣布，其DELTAPEAK系列高功能面料開發(fā)了一款新的面料，非常適合用于運(yùn)動服裝、時尚服裝和制服等。帝人將在2020年春夏兩季推出這款產(chǎn)品，目標(biāo)是到2022年，年銷量達(dá)到100萬米。

隨著運(yùn)動休閑時尚的日益流行，消費(fèi)者開始更加注重高功能產(chǎn)品外觀的自然性。高功能DELTAPEAK系列是一種致密而均勻的卷曲面料，具有許多優(yōu)良的性能，但在外觀存在一定程度的瑕疵。新的DELTAPEAK系列面料提供了一種獨特的性能合體和自然紋理的結(jié)合，新紗線隨機(jī)結(jié)合了兩種卷曲纖維，實現(xiàn)了柔軟、高密度的結(jié)構(gòu)。該面料融合了DELTAPEAK的微卷曲技術(shù)和SOLOTEX的線圈狀卷曲共軛技術(shù)，通過特殊的染色技術(shù)，達(dá)到了貼合舒適、吸濕快干、輕量、膨松等性能，并具有自然的質(zhì)感。

（摘譯自帝人集團(tuán)/馬安冬）

英威達(dá)公司推出新萊卡技術(shù)

2018年11月27日，美國英威達(dá)公司萊卡?品牌的產(chǎn)品系列，推出新的專利萊卡?FREEFIT?技術(shù)，該技術(shù)使牛仔布和機(jī)織面料具備更柔軟、易拉伸、回彈率高的性能。

萊卡?FREEFIT?科技誕生于消費(fèi)者調(diào)查中。在對5個國家消費(fèi)者的調(diào)研中，超過65%的女性受訪者希望買到便于穿脫的牛仔褲，只有25%的受訪者表示，他們最近買的一條牛仔褲讓他們穿起來更舒服。此外，盡管56%的受訪者希望牛仔褲能持久定形，但只有22%的受訪者說他們最近買的那條牛仔褲沒有變形。

英威達(dá)公司牛仔布和織布全球總監(jiān)Jean Hegedus表示：“這一調(diào)研結(jié)果代表了真正的消費(fèi)者需求缺口，我們團(tuán)隊相信萊卡技術(shù)能夠解決這個問題。這有點像試圖挑戰(zhàn)自然法則，通常當(dāng)你擁有柔軟、容易拉伸的面料時，面料的恢復(fù)性就會受到影響。這項技術(shù)的獨特之處在于其結(jié)合了兩個相對的概念——柔軟的拉伸和卓越的形狀保持性能?！?/p>

萊卡?FREEFIT?面料采用英威達(dá)的專利技術(shù)和正在申請專利的技術(shù)，涵蓋紗線、紡織品加工和織物結(jié)構(gòu)。面料使用萊卡?dualFX?紗線是特殊處理，然后在特定結(jié)構(gòu)提供軟編織。除了容易拉伸外，與典型的彈力織物相比，這些面料不易被壓縮。另外，英威達(dá)還將兩種獨特的Coolmax纖維與棉、萊卡纖維結(jié)合在一起，既有柔軟、自然的手感和真實的美感，又達(dá)到?jīng)鏊孢m的效果。

（摘譯自英威達(dá)公司/馬安冬）