新型纖維復(fù)合材料可修復(fù)斷裂承重骨

最近，康涅狄格大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種由絲纖維制成的可生物降解的復(fù)合材料，該復(fù)合材料由絲纖維和聚乳酸纖維制成，在保持柔韌性的同時(shí)還涂上了優(yōu)良的生物陶瓷顆粒，其可以幫助愈合骨骼，而不會(huì)產(chǎn)生像金屬部件那樣所造成的并發(fā)癥。

在與機(jī)械工程師Dianyun Zhang教授合作的過程中，材料科學(xué)家、生物醫(yī)學(xué)工程師Mei Wei教授研究小組開始對(duì)各種復(fù)合材料中的絲素蛋白進(jìn)行測(cè)試，通過尋找不同材料的正確組合和比例，以達(dá)到最佳的強(qiáng)度和柔韌性。經(jīng)過幾十次測(cè)試，以上兩位教授發(fā)現(xiàn)了他們要找的材料。這種新型復(fù)合材料由長(zhǎng)絲纖維和聚乳酸纖維（一種由玉米淀粉和甘蔗制成的可生物降解的熱塑性材料）組成，浸漬在溶液中，每種溶液均涂有羥基磷灰石制成的細(xì)微生物陶瓷顆粒（在牙齒和骨頭中所發(fā)現(xiàn)的磷酸鈣礦物質(zhì)），然后將涂覆的纖維分層堆積在小的鋼框架上，并在熱壓縮模具中壓制成致密的復(fù)合棒。

Mei Wei在發(fā)表在《生物醫(yī)學(xué)材料力學(xué)行為》上的一篇報(bào)告中說道：“高性能的生物可降解復(fù)合材料顯示出較高的強(qiáng)度和良好的柔韌性，這是同類生物材料在文獻(xiàn)中所記錄過的最高數(shù)值。另外，其性能也會(huì)變得更為優(yōu)異?！盡ei Wei研究小組所研發(fā)的復(fù)合材料在使用后可自行降解，不需要手術(shù)去除。

該研究小組已經(jīng)開始測(cè)試復(fù)合材料的新衍生物，包括那些將羥基磷灰石的單晶形式用于更大強(qiáng)度的化合物，以及一種涂層混合物的變化，以使其骨骼力學(xué)性能最大化。

（摘編自材料科技在線）

美軍開發(fā)出可耐300℃高溫的聚合物基復(fù)合材料部件

近日，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室與NASA格倫研究中心和路易斯維爾大學(xué)合作，開發(fā)出3D打印耐高溫聚合物的方法。研究人員采用浸漬了碳纖維絲的高溫?zé)峁绦詷渲瓦x區(qū)激光燒結(jié)工藝，成功打印出可承受高于300℃的耐高溫聚合物基復(fù)合材料部件，未來有望用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)備件或發(fā)動(dòng)機(jī)排氣周圍的高溫區(qū)域。

在對(duì)高溫聚合物樹脂進(jìn)行測(cè)試時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)增材制造技術(shù)能夠很好地打印聚合物粉末，但是當(dāng)他們從粉末床上取下零件進(jìn)行后處理時(shí)，材料會(huì)發(fā)生熔化，因而無法使用。為了解決這一問題并更好地使分子在激光的熱量下纏繞并成形，研究人員在樹脂材料中加入碳纖維填充材料，以更好地將激光的能量轉(zhuǎn)移到基體。通過吸收激光的能量和傳導(dǎo)熱量，碳纖維會(huì)使激光器加熱材料的速度比單獨(dú)使用聚合物快得多。

初步測(cè)試數(shù)據(jù)表明，這種新材料可以承受高溫，但在實(shí)際應(yīng)用于空軍平臺(tái)之前還需要對(duì)材料進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)試和驗(yàn)證。

研究人員表示，高溫材料的加工非常困難且昂貴，并且這種材料通常用于軍事特定用途，其供應(yīng)商資源較少。這一突破將使美國(guó)空軍可以以更加經(jīng)濟(jì)高效的方式制造出高溫復(fù)合材料零件。而且高溫聚合物復(fù)合材料零件具有體積小、功能多等特點(diǎn)，最新研究成果不僅將為空軍帶來極大的益處，還有可能為整個(gè)行業(yè)帶來顛覆性的影響。

（摘編自國(guó)防科技信息網(wǎng)）

新型柔性電池可編織可穿戴

記者獲悉，天津大學(xué)教授胡文彬、鐘澄、鄧意達(dá)課題組通過一種快速、簡(jiǎn)單、連續(xù)的方法制備出一種可編織的柔性電池，此外還設(shè)計(jì)制備了一種具有高效氧還原與氧析出催化性能的原子級(jí)厚度的介孔Co3O4/N—rGO（介孔四氧化三鈷/氮摻雜氧化還原石墨烯）復(fù)合納米片，以該復(fù)合納米片作為催化劑的柔性電池表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。該研究分別以封面文章的形式發(fā)表在國(guó)際期刊《先進(jìn)材料》和《先進(jìn)能源材料》上。

“隨著可穿戴電子器件的發(fā)展，人們對(duì)柔性儲(chǔ)能器件的需求不斷增加，但是柔性鋰離子電池和超級(jí)電容器存在著能量密度不足等問題，制約了其發(fā)展和應(yīng)用?！焙谋蛘f。

該課題組采用快速電沉積的方法在碳布的碳纖維表面原位平鋪了一層氫氧化鈷，結(jié)合后續(xù)熱處理工藝，獲得了超薄介孔四氧化三鈷（Co3O4）與碳布復(fù)合的、具備高效氧還原與氧析出能力的一體化空氣電極。

“采用高效氧還原與氧析出催化性能的一體化空氣電極制備成柔性器件，性能優(yōu)越。比如通過串并聯(lián)連接得到的柔性電池組能夠驅(qū)動(dòng)各類電子器件以及給手機(jī)充電?！焙谋蛘f。

（摘編自科技日?qǐng)?bào)）

Kraig Biocraft開發(fā)出重組蜘蛛絲繭

據(jù)報(bào)道，蜘蛛絲纖維的領(lǐng)先開發(fā)者——Kraig Biocraft實(shí)驗(yàn)室，已成功開發(fā)出新系列混合型基因改造絲繭，其稱之為第一個(gè)重組蜘蛛絲繭。他們利用Monster Silk——基因工程技術(shù)制造蜘蛛絲，該技術(shù)是迄今為止其最強(qiáng)大、最靈活的技術(shù)，生產(chǎn)的復(fù)合纖維由蜘蛛絲蛋白和蠶絲組成，比商品級(jí)蠶絲的強(qiáng)度更高，且更柔軟。

Kraig Biocraft實(shí)驗(yàn)室新的混合生產(chǎn)線是在其最新開設(shè)的密西根州工廠所創(chuàng)建的，該工廠將其最佳性能重組蜘蛛絲系列中的一個(gè)與商業(yè)菌株相結(jié)合，產(chǎn)生了Kraig Biocraft歷史上最大的絲繭。

該公司營(yíng)運(yùn)長(zhǎng)Jon Rice說：“將我們的重組蜘蛛絲蠶種與更大的傳統(tǒng)蠶種雜交，是我們的研究路線圖和商業(yè)化計(jì)劃的一部分。我們從第一個(gè)雜交中看到的結(jié)果，證實(shí)了這個(gè)策略的益處。這些新型混合蠶種的規(guī)模超出了我們的預(yù)期，我們非常感興趣的是，如何將性能測(cè)試結(jié)果與最初的家蠶種相比。預(yù)計(jì)這些研究將能提高我們的生產(chǎn)效率，并降低生產(chǎn)重組蜘蛛絲的成本?！睋?jù)悉，一些蠶繭產(chǎn)量幾乎是原蜘蛛絲蠶繭的兩倍，可以減少整個(gè)生產(chǎn)過程中的操作和處理成本，并生產(chǎn)更長(zhǎng)的絲線，同時(shí)新型混合蜘蛛絲線的機(jī)械性能測(cè)試即將開始。

（摘編自亞洲紡織聯(lián)盟）

可使用熨斗粘貼的新型薄片狀太陽能電池

據(jù)悉，日本理化學(xué)研究所與東麗公司等組成的聯(lián)合研究小組開發(fā)出一種新型薄片狀太陽能電池，使用電熨斗就可以將其粘貼到衣服上使用。

該電池是在又薄又軟的樹脂表面涂上可以將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的有機(jī)高分子半導(dǎo)體材料制成的。厚度為3微米，在100℃高溫下仍能保持性能不變。如果貼到衣服雙肩等處，就可以作為便攜式隨身聽等的電源使用。并且，該電池的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到10%，這在有機(jī)太陽能電池中屬于較高的，此前的薄型太陽能電池在加熱后性能會(huì)降低約20%，但此次新開發(fā)出的電池基本不會(huì)出現(xiàn)性能降低的情況。

該研究所研究員福田憲二郎表示，今后將提高該電池的發(fā)電量，以使其能作為可穿戴設(shè)備的電源。

（摘編自人民網(wǎng)日本頻道）

改性棉織物疏水性能突出

據(jù)報(bào)道，青島大學(xué)教授曲麗君團(tuán)隊(duì)采用噴涂技術(shù)，成功地將二氧化硅/聚偏氟乙烯接枝到棉織物表面，并通過調(diào)整噴涂距離、時(shí)間和層數(shù)，成功地制備了非對(duì)稱結(jié)構(gòu)二氧化硅/聚偏氟乙烯改性棉織物。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助和支持。

經(jīng)水接觸角測(cè)試實(shí)驗(yàn)，研究人員得到：PVDF復(fù)合棉織物水接觸角測(cè)試圖加實(shí)物圖（a）外表面，（b）內(nèi)表面，（c）經(jīng)10次洗滌后織物的外表面；7 wt.% SiO2/PVDF復(fù)合棉織物水接觸角測(cè)試圖加實(shí)物圖（d）外表面，（e）內(nèi)表面，（f）經(jīng)10次洗滌后織物的外表面；20 wt.% SiO2/PVDF復(fù)合棉織物水接觸角測(cè)試圖加實(shí)物圖（g）外表面，（h）內(nèi)表面，（i）經(jīng)10次洗滌后織物的外表面。

研究表明，在SiO2添加量為20%時(shí)，改性棉織物外表面的水接觸角為136.6°，內(nèi)表面水接觸角為0°，這說明改性織物內(nèi)外表面具有完全不同的浸潤(rùn)性，即該改性棉織物為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的功能紡織品。經(jīng)10次水洗測(cè)試后，改性織物內(nèi)外表面的水接觸角雖有所下降，但下降程度不超過6%，其疏水性能依舊突出，說明其耐水洗效果良好。

此外，改性織物還具有一定的隔熱性，改性棉織物的導(dǎo)熱系數(shù)最低為0.038 W/m?K，比未處理棉織物的導(dǎo)熱系數(shù)低22.4%。通過織物表面溫升曲線測(cè)試，研究人員發(fā)現(xiàn)該織物的表面溫度比未處理棉織物的表面溫度低3.5℃，可以應(yīng)用于某些特殊場(chǎng)合。同時(shí),這種改性棉織物還具有優(yōu)異的耐磨性能，為其在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用提供了保障。

（摘編自高分子科學(xué)）

ComCarbon技術(shù)降低碳纖維量產(chǎn)成本

在4月25日-29日舉行的柏林航空展ILA上，F(xiàn)raunhofer應(yīng)用聚合物研究所展示了其最新的ComCarbon技術(shù)，該技術(shù)大大降低了量產(chǎn)碳纖維的生產(chǎn)成本。

眾所周知，在傳統(tǒng)工藝中，PAN基碳纖維的生產(chǎn)成本有一半消耗在原絲生產(chǎn)的環(huán)節(jié)。鑒于原絲無法熔融，必須用一種昂貴的溶液紡絲工藝生產(chǎn)出來?！盀榇耍覀冄邪l(fā)出一種PAN基原絲生產(chǎn)的新工藝，能夠?qū)⒃z的生產(chǎn)成本降低60%。這是一種經(jīng)濟(jì)可行的熔融紡絲工藝，采用了一種特別研制的可熔融PAN基共聚物?！痹撗芯克锞酆衔锊块L(zhǎng)Johannes Ganster博士解釋說。

在碳纖維的生產(chǎn)過程中，原絲必須經(jīng)過穩(wěn)定化和碳化的工藝流程。而新工藝中，經(jīng)過熔融紡絲生產(chǎn)的原絲，再重新轉(zhuǎn)化進(jìn)入一種“非熔融”的狀態(tài)。完成這一“預(yù)穩(wěn)定”步驟之后，接著送入傳統(tǒng)的烘箱，然后在1600℃的條件下進(jìn)行碳化。

這種熔融紡絲工藝之所以相較于傳統(tǒng)紡絲工藝更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，有兩方面的原因：一是新工藝不再使用任何對(duì)環(huán)境有害的溶劑，節(jié)省了溶劑回收再利用的成本；二是沒有溶劑意味著熔融狀態(tài)下的材料可以100%進(jìn)行紡絲，因而極大提升了紡絲速度。

（摘編自中國(guó)國(guó)際復(fù)材展組委會(huì)）

無創(chuàng)、透皮葡萄糖監(jiān)測(cè)傳感器問世

近日，英國(guó)巴斯大學(xué)教授Adelina Ilie帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并構(gòu)筑了一種新型體內(nèi)葡萄糖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這種非侵入式的血糖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，只需貼在手腕上，無需采血就能監(jiān)測(cè)血糖。這種柔性腕貼血糖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)功能通過內(nèi)置的一系列微型傳感器實(shí)現(xiàn)，其中每一個(gè)傳感器在微小電流作用下，能對(duì)應(yīng)地從單個(gè)毛囊附近吸取葡萄糖，儲(chǔ)存在腕貼內(nèi)的微型裝置里，并進(jìn)行測(cè)量。

據(jù)介紹，柔性腕貼血糖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原材料中最重要的是石墨烯，其具備導(dǎo)電、柔軟、環(huán)保等多種特性。研究還發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)能夠連續(xù)（6小時(shí)）監(jiān)測(cè)人體內(nèi)血糖濃度。基于石墨烯的葡萄糖監(jiān)測(cè)平臺(tái)具有廉價(jià)、靈活和高通量等優(yōu)勢(shì)，對(duì)開發(fā)針對(duì)糖尿病患者等的非侵入式血糖監(jiān)測(cè)方法具有重要價(jià)值。

（摘編自材料牛）

英威達(dá)與蘭精合作推出“超級(jí)黑色”牛仔系列

4月17日，美國(guó)英威達(dá)公司CORDURA品牌與奧地利蘭精公司TENCEL品牌合作推出全新“超級(jí)黑色”系列，該系列是一款大膽的黑色牛仔系列，靈感來自“5S”的性能特點(diǎn)。

英威達(dá)公司品牌營(yíng)銷總監(jiān)Cindy McNaull表示：“我們的目的是在不犧牲耐用性的前提下，推出深色牛仔高色牢度和持久活力的系列，因此我們重新定義了尼龍品牌。通過整合我們最先進(jìn)的英威達(dá)尼龍66黑色SDN?纖維技術(shù)，帶來一個(gè)新的顏色集合維度，并增加強(qiáng)度和耐磨性，同時(shí)該系列產(chǎn)品還具有彈力、時(shí)尚感、柔軟性、可持續(xù)性和好的拉伸性能。通過持續(xù)的合作，我們將提供創(chuàng)新和生態(tài)高效的解決方案。”

該系列是第一個(gè)采用INVISTA T420HT短纖維專利技術(shù)的系列，擁有極強(qiáng)的耐磨性，是純棉牛仔布的4倍以上。采用Eco Color技術(shù)的TENCEL纖維在該系列面料中占比60%，在制作過程，利用英威達(dá)黑色SDN?纖維和彈力?模態(tài)纖維顏色技術(shù)，大大減少了生產(chǎn)過程中水的使用，這是可持續(xù)創(chuàng)新的一個(gè)重要組成部分。此外，彈力?模態(tài)纖維主要來自于可再生的山毛櫸木，該品種主要分布在奧地利和周邊國(guó)家森林中。該系列還提供了性能延伸，以滿足積極的生活方式，將耐用性和靈活的舒適性結(jié)合在一起。

在時(shí)尚度方面，作為增壓式黑色牛仔系列，通過應(yīng)用最新的智能和可持續(xù)的纖維技術(shù)， 該系列將成為牛仔進(jìn)化的下一個(gè)方向。在過去的幾個(gè)季節(jié)里，市場(chǎng)對(duì)黑色牛仔的興趣越來越濃厚，無論是卡車夾克、連衣裙還是普通的五口袋牛仔褲。

（摘譯自美國(guó)英威達(dá)公司/馬安冬）

Safariland集團(tuán)為美國(guó)空軍提供防爆服

4月12日，美國(guó)Safariland集團(tuán)宣布旗下Med-Eng已與美國(guó)空軍（USAF）簽訂了5年的合同，為進(jìn)行爆炸軍械處理（EOD）的操作人員提供Med-Eng EOD 10防爆服。根據(jù)該合同，USAF以1500萬美元的價(jià)格在5年期間可獲得多達(dá)305件EOD 10防爆套裝。

Med-Eng可以幫助軍事EOD操作人員和公共安全炸彈技術(shù)人員在最惡劣的條件下應(yīng)對(duì)不斷變化的威脅和作戰(zhàn)要求。EOD 10防爆服符合NIJ標(biāo)準(zhǔn)，甚至超過美國(guó)空軍的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。Med-Eng是目前唯一一家符合新NIJ標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的防爆服制造商。

該防爆服在多重威脅和人體工程學(xué)的靈活性之間提供了一個(gè)最佳的平衡。其以用戶為中心的設(shè)計(jì)具有語音激活、集成冷卻和與生化保護(hù)設(shè)備的兼容性。此外，研究人員還反復(fù)測(cè)試了簡(jiǎn)易爆炸裝置對(duì)其的威脅性。

此次合作將在紐約奧格登斯堡進(jìn)行高科技產(chǎn)品制作，并為美國(guó)四個(gè)生產(chǎn)炸彈的分支機(jī)構(gòu)，以及州和地方執(zhí)法部門的炸彈小隊(duì)提供裝備。EOD 10防爆服已被28個(gè)國(guó)家的軍事和公共安全機(jī)構(gòu)采購(gòu)，目前正在全球范圍內(nèi)服役。

（摘譯自美國(guó)Safariland集團(tuán)/馬安冬）

新型粘膠纖維可用于消毒濕巾

4月19日，在2018亞洲無紡布展覽會(huì)暨研討會(huì)上，來自德國(guó)巴伐利亞的KELHEIM纖維集團(tuán)展示了其最新的研究成果——用于消毒劑擦拭的Danufil?QR專業(yè)特種纖維，為粘膠纖維的應(yīng)用開辟了一個(gè)新的領(lǐng)域。粘膠纖維擁有優(yōu)異的流體處理屬性，但是其與季銨鹽化合物結(jié)合在一起，用于帶正電的消毒劑濕巾時(shí)，會(huì)使消毒劑高達(dá)80%的消毒效果消失，這是因?yàn)橐话愕恼衬z纖維帶負(fù)電。而Danufil?QR特種纖維則解決了這個(gè)問題，使得這種不良影響降到10%以下。

KELHEIM纖維集團(tuán)已經(jīng)將Danufil?QR 纖維應(yīng)用到多領(lǐng)域的一系列產(chǎn)品，特別是在濕巾和衛(wèi)生應(yīng)用領(lǐng)域。KELHEIM衛(wèi)生產(chǎn)品家族的另一個(gè)重要產(chǎn)品是平滑的VILOFT?特種纖維，用其短切纖維制備的可沖洗濕巾可以在污水系統(tǒng)中快速分解，滿足更嚴(yán)格的環(huán)保要求。

VILOFT?纖維以及所有其他KELHEIM纖維都是由纖維素組成的，因此可以在短時(shí)間內(nèi)完全降解，符合環(huán)境保護(hù)準(zhǔn)則。此外，該集團(tuán)還展示了其經(jīng)典產(chǎn)品Galaxy特種纖維系列，該系列是世界領(lǐng)先的高吸水性粘膠纖維。

（摘譯自德國(guó)KELHEIM纖維集團(tuán)/馬安冬）