仿生“熱隱身”織物問世

近日，浙江大學化學工程與生物工程學院教授柏浩團隊模仿北極熊毛發(fā)結(jié)構(gòu)，研制出一種有序多孔的隔熱保溫織物，可使生物體在紅外線成像設備中實現(xiàn)“熱隱身”。該成果已發(fā)表于《先進材料》雜志。

據(jù)了解，在顯微鏡下，北極熊的毛發(fā)呈透明色的中空多孔結(jié)構(gòu)，是一種絕佳的保溫纖維，同時還能反射紅外線輻射，使北極熊在熱成像攝像機中幾乎是隱形的。為了模仿這種結(jié)構(gòu)，柏浩團隊將蠶絲溶解于水中，制成含水量達95%的紡絲溶液。之后用注射器將混合物慢慢注入一個低溫裝置中，形成直徑約為200微米、含有冰晶的冷凍多孔纖維。最后，再通過冷凍干燥，讓纖維中的冰晶升華留下眾多有序的片層孔。研究發(fā)現(xiàn)，這種材料的導熱系數(shù)比原本的北極熊毛發(fā)還要低，保暖性也更強。將仿生材料編織成一小塊仿生織物，覆蓋在兔子身上，結(jié)果顯示：在-10℃～40℃的環(huán)境中，紅外線相機幾乎觀測不到被仿生織物覆蓋的生物體的熱量，成功實現(xiàn)隱身。

此外，課題組還將碳納米管加入仿生纖維制造出電加熱織物。在5v電壓下，電加熱織物的溫度可在一分鐘內(nèi)從24℃升至36℃，實現(xiàn)主動生熱?！斑@些特性意味著該材料在工業(yè)、軍事領(lǐng)域有較為廣闊的應用前景?！卑睾票硎?，課題組下一步將對仿生材料的強度進行提升，并融合多種材料拓展功能。

（摘編自觀察者網(wǎng)）

一種基于超分子水凝膠的仿生智能皮膚

近期，復旦大學教授武培怡課題組利用一種超分子聚電解質(zhì)水凝膠來模仿天然皮膚，其中的動態(tài)交聯(lián)網(wǎng)絡賦予超分子水凝膠多種優(yōu)異的力學性質(zhì)，而動態(tài)網(wǎng)絡內(nèi)的自由離子傳輸則實現(xiàn)了信息傳遞和對外界刺激的感知。

該課題組長期致力于二維相關(guān)光譜表征分析高分子體系的物理和化學性質(zhì)，通過先進譜學信息揭示分子間相互作用、微觀結(jié)構(gòu)與材料宏觀性質(zhì)之間的關(guān)系，推動高分子軟物質(zhì)材料的分子機理研究、合成設計以及仿生智能器件應用。從理解并調(diào)控高分子間動態(tài)相互作用的角度出發(fā)，設計了多個高分子動態(tài)交聯(lián)體系，以實現(xiàn)對皮膚力學性質(zhì)和感知功能的模仿。

在前期研究基礎上，課題組直博生雷周玥利用三種分子間非共價相互作用 （氫鍵、親疏水作用、離子相互作用），實現(xiàn)多重動態(tài)交聯(lián)網(wǎng)絡，僅需簡單的無規(guī)共聚反應，所形成的透明超分子水凝膠集合了一系列類似皮膚甚至超越皮膚的力學性質(zhì)，具有壓縮回彈性，可大幅拉伸，遭遇創(chuàng)傷快速自修復，并且在室溫下可任意塑形。

當基于這種超分子水凝膠的仿生皮膚貼在塑料假肢手指上時，它使得假肢手指能夠通過電容和電阻信號分別感知應變和溫度刺激，模擬了人體皮膚的機械和溫度感受器。它可以根據(jù)變形過程中的電容變化記錄手指的彎曲伸直運動信息，并在人的手接觸假肢時，通過實時降低的電阻信號來反饋假肢表面溫度的升高。

這一研究展示了超分子水凝膠在仿生皮膚力學性能和傳感功能的獨特優(yōu)勢，為開發(fā)新型仿生智能皮膚提供了新途徑。結(jié)合高分子譜學表征對分子間相互作用的分析、理解和篩選，課題組也致力于進一步優(yōu)化高分子軟物質(zhì)材料在仿生智能器件中的發(fā)展與應用。

（摘編自高分子科學前沿）

鈦納米顆粒纖維墊可吸附清除水中污染物

據(jù)外媒報道，萊斯大學的研究人員發(fā)明了一種新的纖維墊，可以吸附并破壞水中的污染物。這種“凈化器”由嵌入聚合物纖維中的二氧化鈦納米粒子組成，研究證明，這種材料是將二氧化鈦納米顆粒暴露在紫外線下，作為光催化劑，釋放出活性氧（ROS）來分解污染物。與其它系統(tǒng)相比，這種設計更加快速、安全且節(jié)能。

該項研究中，二氧化鈦納米顆粒被嵌入高滲透聚乙烯纖維墊中，由于纖維本身的疏水性，意味著纖維墊不會吸收水分但是會吸走水中的污染物。在纖維墊吸附污染物之后，再用紫外光對其進行照射，即可觸發(fā)破壞污染物的光催化反應。

該項研究的作者之一Pedro Alvarez表示，當前的光催化處理在效率上有兩大限制：首先，產(chǎn)生的氧化劑比目標污染物要豐富得多，所以無法破壞污染物；其次，需要耗費大量的時間和金錢來保持和分離漿狀的光催化劑，防止其泄露到處理過后的水中。鑒于此，研究團隊通過固定催化劑來化解，讓它易于重用和保留。

除速度更快外，研究人員還稱這項新技術(shù)可以節(jié)省更多的能源，尤其是對污染嚴重的水。從水處理工廠的廢水到處理后的蒸餾水，纖維墊只需增加2倍的能量，相比之下，直接使用二氧化鈦納米顆粒的漿液需要增加11倍的能量。

（摘編自cnBeta.COM）

新型納米材料口罩可全天高效殺菌

據(jù)悉，美國加州大學戴維斯分校教授孫剛研究團隊和中國東華大學教授丁彬合作，開發(fā)出一種可高效、全天候殺、滅細菌和病毒的納米材料，有望用于口罩等個人防護裝備，有效避免傳染病疫情暴發(fā)。

論文第一作者、加州大學戴維斯分校博士后研究員斯陽認為，傳統(tǒng)光抗菌材料在黑暗條件下會失去抗菌功能，而新材料采用“苯甲酮－多酚酸”協(xié)同光敏結(jié)構(gòu)，在光照激發(fā)條件下可發(fā)生分子結(jié)構(gòu)重排，把抗菌活性存儲起來，并在黑暗條件下緩慢釋放。他還說道：“該納米纖維材料僅200納米的細小直徑，不僅能有效攔截細小病菌，同時還增大了光抗菌反應的接觸面積?！?/p>

針對流感、埃博拉等通過飛沫傳播的病毒，普通防護口罩只能攔截而不能將其殺死，容易導致后續(xù)的交叉感染。新材料表面的協(xié)同光敏結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生殺菌活性氧成分，快速破壞細菌膜結(jié)構(gòu)，還可導致病毒蛋白外殼變性失活，殺、滅效率均高于99.999%。實驗結(jié)果表明，傳統(tǒng)光抗菌材料需要5到10小時達到的殺菌效果，新材料只需幾分鐘即可完成。在陽光照射下，后者可在30分鐘和60分鐘內(nèi)殺滅大腸桿菌和李斯特菌達99%以上，殺滅T7噬菌體病毒則只需約5分鐘。

目前，研究團隊正準備開發(fā)基于納米纖維和無紡布多層復合的抗菌產(chǎn)品，提升現(xiàn)有防護口罩的性能。

（摘編自新華社）

新型石墨烯復合材料變身醫(yī)用手術(shù)縫合線

據(jù)報道，蘭州大學物理科學與技術(shù)學院拜永孝團隊成功制備非氧化態(tài)石墨烯，并進一步將其應用于超高強度和抗菌特性的醫(yī)用手術(shù)縫合線。該成果發(fā)布在《應用材料與界面》期刊。

石墨烯基納米復合材料以其優(yōu)異的物理化學性質(zhì)和生物相容性，在生物醫(yī)學中的應用引起廣泛關(guān)注。但解決石墨烯基納米復合材料制備過程中的均勻分散性是制約其大規(guī)模應用的難點。同時，納米復合材料機械性能和生物安全對于生物醫(yī)學的實際應用非常重要。

該項研究巧妙地采用天然糖類，借助自動機械撕揭鱗片石墨的方法制備了高品質(zhì)非氧化態(tài)石墨烯，并與生物相容性高分子復合，制成可用于醫(yī)用手術(shù)縫合線的超高強度的納米復合纖維。實驗證明，這種材料可以很好地分散在聚合物基質(zhì)中。石墨烯含量在0.3%時，復合材料具有2.1G帕斯卡的拉伸強度，并具有抗菌性、低細胞毒性等生物特性。

拜永孝團隊評估了普通手術(shù)和石墨烯納米縫合線對傷口愈合的影響，“經(jīng)小白鼠試驗證明，用含有0.3wt%溶質(zhì)的石墨烯縫合線處理的傷口，手術(shù)5天后表現(xiàn)出最佳愈合狀態(tài)，普通縫合線手術(shù)8天愈合不完全且留有更大的疤痕?！卑萦佬ι镄阅苓M行了解釋，新型纖維顯著縮短了傷口的愈合周期，表現(xiàn)出很好的應用潛力。

（摘編自科技日報）

仿貝殼復合纖維可實現(xiàn)高強度和高導電性

據(jù)悉，受天然珍珠母多級尺度結(jié)構(gòu)啟發(fā)，合肥工業(yè)大學教授從懷萍和中國科學技術(shù)大學教授俞書宏研究團隊合作，發(fā)展了仿貝殼界面增強法，實現(xiàn)了石墨烯基纖維機械強度與導電性的同步提高。

該研究從提升組裝單元表面粗糙度角度出發(fā)（增加次級結(jié)構(gòu)），通過原位引入聚多巴胺衍生氮摻雜碳作為阻力增強劑、粘結(jié)劑與導電 “橋梁”，獲得了多級尺度結(jié)構(gòu)的聚多巴胺衍生碳/石墨烯仿貝殼復合纖維，展現(xiàn)了卓越的拉伸強度(～724 MPa)和導電性（～6.6×104 S m-1），該指標遠高于之前文獻報道的類似仿貝殼石墨烯基纖維的相關(guān)性能。

通過原子力顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)聚多巴胺包覆石墨烯（GO@PDA）納米組裝單元表面散布有豐富的島狀顆粒，這種獨特的結(jié)構(gòu)為模擬和構(gòu)筑類珍珠母多級纖維結(jié)構(gòu)提供了可能。通掃描電鏡、軟X射線Nano CT表征可以發(fā)現(xiàn)由GO@PDA組裝成的宏觀尺度纖維由軸向取向、緊密堆積的層狀單元組成，纖維整體呈均勻的線狀。獲得的纖維經(jīng)切片處理后，經(jīng)高分辨電子顯微鏡表征可以發(fā)現(xiàn)在宏觀RGO@PDA纖維內(nèi)部的組裝單元（RGO@PDA）表面依然散布有大量的島狀顆粒，證實了表面粗糙的RGO@PDA獨特的次級納米結(jié)構(gòu)依然可以在纖維中維持。

這種多尺度仿生設計顯著提高了RGO@PDA纖維機械強度和電導性。力學性能測試顯示，隨著退火溫度的提升，RGO@PDA和RGO纖維的機械強度和導電性均逐步提升，并且RGO@PDA纖維的機械強度和導電性遠高于RGO纖維。優(yōu)化獲得的聚多巴胺衍生碳/石墨烯仿貝殼復合纖維展現(xiàn)了卓越的拉伸強度和導電性。這些優(yōu)異的綜合性能為石墨烯基纖維進一步拓展在柔性、可穿戴微器件（傳感器、驅(qū)動器、超級電容器、電池等）領(lǐng)域的應用提供了可能。

（摘編自高分子科學前沿）

大面積全織物壓力傳感器陣列研制成功

記者獲悉，中國科學院北京納米能源與系統(tǒng)研究所研究團隊與院士王中林研制了大面積全織物壓力傳感器陣列，可應用于智能服裝和可穿戴電子設備中來探測應力分布信號，以對身體的生理活動健康進行實時的監(jiān)測和響應。

這種大面積織物基壓力傳感器陣列的特點是上下電極均由普通的織物（叉指紡織電極底層和碳納米管棉織物表層）構(gòu)成。其中，叉指紡織電極底層是在Kapton膠帶密封的聚酯織物上經(jīng)激光雕刻形成具有期望圖案的掩模，再通過無電沉積（ELD）進行共形Ni涂層制成。當應力施加在其表面時，上層粗糙纖維束和下層叉指電極的金屬顆粒接觸和分離，引起輸出變化，從而對外界壓力進行感知。

據(jù)介紹，制成的紡織基傳感器顯示出高靈敏度、穩(wěn)定的循環(huán)性能、快速的響應時間和低檢出限值等特性。附著在人造手不同手指上的壓力傳感器陣列，輸出信號可以實時地隨著應力大小的變化而變化，從而使人造手具有“觸覺”。

該織物壓力傳感器可直接穿戴在人體表面，進行微小振動如脈搏的探測。由于該傳感器全是由纖維構(gòu)成，所以也可以直接集成到衣服上，用于實時、動態(tài)地描繪壓力分布，而不損失衣服原本的舒適和透氣性。這樣，一部分壓力和生理健康信號的探測和響應可以直接由嵌入衣服中的纖維傳感器完成，不需要外置的器件。

（摘編自亞洲紡織聯(lián)盟）

日本研發(fā)出新型“電子紡織品”

據(jù)悉，日本關(guān)西大學教授Yoshiro Tajitsu和日本帝人有限公司開發(fā)出最新的可佩帶式壓電式編織線傳感器。該傳感器采用了一種創(chuàng)新的可穿戴壓電材料，是由導電碳纖維紗芯、壓電聚糖-l乳酸（PLLA）纖維紗、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）中鞘以及導電碳纖維外殼組成。該可穿戴傳感器技術(shù)可用于時尚、運動服裝、室內(nèi)設計和醫(yī)療保健等傳統(tǒng)的可穿戴式傳感設備無法應用的領(lǐng)域。

Tajitsu表示，“我們的研究目的是開發(fā)功能性服裝，也被稱為‘電子紡織品’，在幾乎任何一種三維運動（包括彎曲和扭曲）中，壓電PLLA編織線都能產(chǎn)生電信號。重要的是，這些同軸電纜類型的織物被編織成用于電磁屏蔽和高靈敏度的壓電編織線，因此它們不會對來自手機和其他電磁干擾的環(huán)境噪聲做出反應。我們認為，可穿戴式人機設備將使人們能夠自然地與外部設備進行交互，而不受限于例如集中在顯示面板上的指令等必須執(zhí)行復雜的動作。此外，‘電子紡織品’必須將舒適與時尚相結(jié)合，因而影響著我們的可穿戴傳感器的發(fā)展，傳感器的形狀就像傳統(tǒng)的日本編織線或和服中使用的Kumihimo材料?！?/p>

PLLA編織線的潛在應用包括保健和監(jiān)測人的運動。例如已經(jīng)試驗成功的用于監(jiān)測頸部兩側(cè)頸動脈壓力感應的脈搏率，試驗數(shù)據(jù)通過Wi-Fi將信號傳輸給智能手機。值得注意的是，脈搏信號不受頭部或身體其他部位運動的影響，受試者不會對項鏈感到不舒服，所以這是一種非常有用的用于監(jiān)測醫(yī)療保健的便攜設備。

（摘譯自關(guān)西大學國際聯(lián)絡小組/馬安冬）

美國Adient與印度Arvind成立面料企業(yè)

3月21日，美國Adient公司宣布與印度紡織品巨頭Arvind公司成立阿迪特·阿爾溫德汽車面料公司，該合資公司將在印度開發(fā)、制造和銷售汽車面料。

Adient全球紡織品副總裁Jef Vercammen表示，“Adient公司致力于為我們的客戶帶來新的價值，同時通過不斷的進步提升我們的面料產(chǎn)品組合。將Adient的全球面料設計和技術(shù)資源與Arvind的強大的生產(chǎn)能力結(jié)合起來，將使我們能夠加快將創(chuàng)新的汽車面料產(chǎn)品推向印度市場的步伐。”

合資企業(yè)是在Adient和Arvind 之間實現(xiàn)戰(zhàn)略目標的強有力的結(jié)合。這對Adient的紡織品業(yè)務來說是一個重要的里程碑，迄今為止，該公司除了與中國企業(yè)的合資之外，在亞洲沒有其他合資公司。Arvind公司一直在尋找將其紡織制造業(yè)擴展到時尚以外的市場的機會，作為紡織業(yè)中有著悠久的生產(chǎn)歷史的領(lǐng)導者，從紗線生產(chǎn)到創(chuàng)新的紡織產(chǎn)品，通過這種合作，Adient將獲得強有力的市場開拓，為印度和全球客戶服務，并最終為印度消費者提供更大的價值。

（摘譯自印度Arvind公司/馬安冬）

德國Autefa非織造布解決方案性能卓越

據(jù)報道，德國Autefa公司的非織造布解決方案擁有經(jīng)濟和技術(shù)優(yōu)勢，作為一個完整的線路供應商，Autefa可以提供廣泛的產(chǎn)品范圍，包括單針針織機、串聯(lián)式針織機、絲絨機、結(jié)構(gòu)圖針織機和造紙用針織機等等。

Autefa可以提供頂級質(zhì)量的人造皮革生產(chǎn)線，在過去的幾年里，該公司向主要的生產(chǎn)商阿爾坎塔拉、日本東麗集團等出售了幾條生產(chǎn)線，高品質(zhì)的人造皮革產(chǎn)品深受汽車行業(yè)最知名品牌的青睞。

水力纏繞法是生產(chǎn)濕巾或棉墊市場非織造布的理想方法。Autefa可提供節(jié)能Spunlace解決方案，該方案已經(jīng)開發(fā)并獲得了V型噴射器的專利。V型噴射器安裝在幾部產(chǎn)品中，與標準的噴油器相比，在相同的纏繞水壓力下，其抗拉強度顯著提高,水壓的可降低幅度在20%左右。

非織造布具有彈性、柔軟性和吸收性。Autefa可實現(xiàn)完整系列ADL的制造，提供一個打開、混合和切割的機器。這臺機器是專為生產(chǎn)高檔薄板和ADL而設計的，要求極高的精度。噴嘴的設計可以防止灰塵的堆積，并確保自動過濾系統(tǒng)中灰塵的捕獲。

（摘譯自德國AUTEFA公司/馬安冬）