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用智能纤维编织神奇生活

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-02-21 浏览次数:120
  ——访中国青年女科学家奖获得者、东华大学材料学院院长朱美芳
  
  中化新网讯 粗糙麻袋能变成舒适柔软的服装,采用了杂化材料的衣服会向你“嘘寒问暖”,纳米复合材料制造的人工器官比我们自己的“原装件”工作得更好……乍一听似乎不可思议,但智能纤维材料的问世有望让这一切变成现实。前不久,在智能纤维材料领域成就卓著的东华大学材料科学与工程学院院长朱美芳,获得了第七届“中国青年女科学家奖”。这位小时侯穿不起“的确良”的女科学家,二十余载潜心研究智能纤维,编织了一个神奇的纤维世界。
  
  聚丙烯细纤:比真丝还柔软
  
  聚丙烯,通常用做窗帘、麻袋的化纤材料,可是在朱美芳手里,却能让它变成柔软的衣服。朱美芳说:“聚丙烯纤维做细后还有个一个特点:能够导水。用这样的纤维做成的衣服里层能导汗,外层能吸汗,穿在身上比真丝服装还舒服,因为真丝只能吸汗不能导汗。”
  
  谈到麻袋纤维变柔软衣服的原理,朱美芳举了这样一个例子:淋浴龙头如果不加莲蓬头,水流打在身上感觉很疼,而加了莲蓬头水压被分散,水流就变成了一个个细流,没有了不舒服的感觉。一根粗纤维变成很多细纤维制成的服装,也是同样的道理。
  
  从事教学科研20多年的朱美芳,先后做过30多项国家和地方的项目,但是将聚丙烯纤维做细这个项目却让她印象最为深刻。她告诉记者,因为这是她研究的第一个项目,而且一做就是十年。小时候向往着有一件“的确良”的朱美芳,用她的执着和努力,十年磨一剑,终于获得成功。
  
  杂化纤维:比纯羊毛还舒适
  
  身上的衣服能聪明地根据人的身体情况“嘘寒问暖”,这不是天方夜谭,而是智能纤维材料未来的应用领域之一。朱美芳说,实现这些设想的前提是,开发出能对外界刺激产生响应且可加工应用的智能纤维材料。
  
  近年来,朱美芳在智能纤维领域取得了重要突破,她把“杂化材料”概念引入了纤维世界,通过新型合成方法和纳米复合技术把不同的有机/无机材料复合在一起,达到多尺度、多维度和多组分的复合。这可以形象地理解为一个1+1>2的过程,让不同的材料在纳米的微观世界中合而为一,变身成为新的且性能可控、功能更强的新材料。
  
  “一件纯羊毛的羊毛衫并不是最好的,一定要含有5%或者10%的化学纤维。也就是说,一件真正的好衣服是将不同的纤维织到一起,这种杂化纤维在功能上威力大增,用它可以做成吸汗的袜子、抗菌的服装、治疗心血管疾病的床单、被子等。”朱美芳介绍说。
  
  纳米凝胶:比“原装”器官还好
  
  实验台上一块小小的透明材料,看起来就像QQ糖,当你用力拉伸它时,不论如何用力,它总能恢复原状;用刀切割,永远也割不断;把它放到水中,瞬间吸水后就涨成像吹起的大泡泡糖。这种拉不坏、切不断而又具有超强吸水性的材料就是纳米复合水凝胶,它是朱美芳和研究团队取得的一项重要研究成果。
  
  朱美芳告诉记者,纳米复合水凝胶是一种重要的生物材料,可以广泛应用于药物传递、人体组织修复等领域,这种新型纳米复合材料被业内专家评价为“迄今为止回弹性最好的纳米复合水凝胶”。试想,在不远的将来,在我们的身体上,遍布各种由智能纤维织就的人造器官和组织,它们甚至比我们自身的血管或皮肤性能更优良,而且可以更换,那将是多么神奇的景象。
  
  朱美芳教授目前正与上海市某医院共同研究纳米复合水凝胶材料在治疗三叉神经痛手术中的应用,探讨其替代涤纶作为动脉与神经之间隔绝材料的可能性。朱美芳说,复合凝胶材料具有优良的力学性能和高吸水性,具有易于植入,材料弹性好,对神经造成的压力更小,有望替代目前常用的涤纶。该材料还在齿科修复、药物缓释等方面有潜在应用。

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