十年磨煉催生多功能紡織品

馬亮

納米技術(shù)是近年出現(xiàn)的一門(mén)高新技術(shù)，是用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的技術(shù)。對(duì)現(xiàn)在普通消費(fèi)者而言，納米技術(shù)顯得熟悉而又陌生。但在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，納米技術(shù)將在紡織服裝方面獲得廣泛的應(yīng)用。

日前，由上海工程技術(shù)大學(xué)服裝學(xué)院教授沈勇領(lǐng)銜的紡織化學(xué)與染整工程科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)科研成果《高性能納米光觸媒功能性紡織品的加工關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化》獲得上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

凈化空氣的紡織品

早在2006年，日本多家公司就開(kāi)始了空氣凈化紡織品的嘗試，部分公司生產(chǎn)的滌綸織物可以凈化甲醛、氨水、醋酸等物質(zhì)，還有一些腈綸可以通過(guò)化學(xué)吸收的方式消除氨氣，一款滌綸則對(duì)乙醛有很強(qiáng)的去除作用，而乙醛就是煙草的主要成分。

沈勇帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)此次研制的一種納米催化材料，在光的作用下就可以降解空氣中的甲醛、苯等有害有機(jī)物，這些有機(jī)物將被分解成水和二氧化碳，從而達(dá)到凈化空氣的效果。經(jīng)過(guò)鑒定，這項(xiàng)科研成果集自清潔、凈化空氣、抗菌、除臭、抗紫外線等功能于一身。

談到最初立項(xiàng)，沈勇教授告訴記者：“現(xiàn)在很多新聞報(bào)道指出有孩子坐了剛買(mǎi)的新車，或者住進(jìn)新房子不久就得了白血病，雖然現(xiàn)在醫(yī)學(xué)上不能確定甲醛等有害物質(zhì)是致病的主因，但我們還是希望找到一種能夠凈化空氣的材料避免空氣污染對(duì)人體的傷害。”

在不斷的研究中，他發(fā)現(xiàn)納米光催化材料和紡織纖維能夠作為高效和持久性的多功能紡織品，降解或分解環(huán)境中的揮發(fā)性有機(jī)物，可應(yīng)用于日常生活中和某些特殊場(chǎng)合，達(dá)到“凈化空氣”的作用。

更令人驚喜的是，該產(chǎn)品不但能夠凈化空氣，還具有防紫外線、抗菌除臭等多個(gè)功能。與之相比，日本的空氣凈化紡織品顯得功能較為單一，使用不便。

但是，要將納米光催化材料和紡織纖維結(jié)合需要大量的研究工作，此前已有很多研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了相關(guān)嘗試。

有團(tuán)隊(duì)采取了溶液共混或熔體共混方法將納米材料與纖維聚合物混合，制得功能性纖維及織物，這解決了納米分子需要與纖維牢固結(jié)合的問(wèn)題，但一個(gè)新問(wèn)題隨之而來(lái)：這樣制成的納米材料極易團(tuán)聚，并可能伴有雜質(zhì)，不容易控制。

另外的方法是通過(guò)粘合劑把納米材料“粘”在紡織品的表面。而這樣的紡織品不易清洗，且面料手感粗糙。

通過(guò)近10年的研究，沈勇終于找到了一個(gè)解決方法：利用結(jié)構(gòu)改性的化學(xué)方法，使得納米材料帶上反應(yīng)性化學(xué)基團(tuán)直接與纖維反應(yīng)實(shí)現(xiàn)共價(jià)鍵緊密連接，這種化學(xué)結(jié)合不僅保證了面料的手感，不含任何添加粘合劑，還利用了織物原材料的特性，綠色環(huán)保。

他介紹道，該項(xiàng)目最為關(guān)鍵的是在納米粒子均勻分散及其與纖維的堅(jiān)牢結(jié)合過(guò)程中的相關(guān)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破，完成了多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。

通過(guò)這一項(xiàng)目，他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了改性納米二氧化鈦在紡織品功能整理上的“一步法”水解制備應(yīng)用技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)，研發(fā)了改性納米二氧化鈦在紡織品上的可行整理工藝，解決了納米粒子在纖維上的均勻分散及其與纖維堅(jiān)牢結(jié)合的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了系列織物光觸媒、抗菌、抗紫外線多功能整理劑，建立了納米多功能紡織服裝面料、家用紡織品、汽車內(nèi)飾用紡織品的生產(chǎn)基地。

快速攻關(guān)需產(chǎn)學(xué)研一體

談到這一項(xiàng)目的成功，沈勇表示，在科研中，產(chǎn)學(xué)研一體的研發(fā)模式功不可沒(méi)。

為了早日研發(fā)成功，沈勇的研發(fā)團(tuán)隊(duì)與多家企業(yè)進(jìn)行了合作，采用了課題負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)制，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面充分利用項(xiàng)目單位現(xiàn)有的產(chǎn)學(xué)研用一體化條件，將所開(kāi)發(fā)的技術(shù)快速應(yīng)用到規(guī)模生產(chǎn)中，縮短了技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)完成的過(guò)程和時(shí)間，產(chǎn)品生產(chǎn)方面主要利用項(xiàng)目單位現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，同時(shí)將較為專業(yè)的加工委托給專業(yè)廠家按技術(shù)要求進(jìn)行生產(chǎn)，這樣既可保證項(xiàng)目正常的投入和成本，又可帶動(dòng)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動(dòng)發(fā)展。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)定期總結(jié)課題經(jīng)驗(yàn)，研究成果通過(guò)產(chǎn)學(xué)研用平臺(tái)及時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，為技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化提供良好的氛圍和必要的配套措施。

而與之合作的上海八達(dá)紡織印染服裝有限公司、上海龍頭家紡有限公司、上海汽車地毯總廠有限公司也在科研項(xiàng)目中得到了良好的發(fā)展。

記者還了解到，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)依托2013年立項(xiàng)的上海市研發(fā)公共服務(wù)平臺(tái)“上海服裝創(chuàng)意設(shè)計(jì)與數(shù)字化技術(shù)公共服務(wù)平臺(tái)”，聯(lián)合上海八達(dá)紡織印染服裝有限公司、上海龍頭家紡有限公司、上海汽車地毯總廠有限公司等為上海紡織服裝產(chǎn)業(yè)研究開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供各類信息和服務(wù)支撐。

目前這項(xiàng)研究已申請(qǐng)了十余項(xiàng)發(fā)明專利，有6項(xiàng)已獲得了授權(quán)，多項(xiàng)填補(bǔ)了中國(guó)在該領(lǐng)域內(nèi)的空白。

沈勇說(shuō)：“目前我們已經(jīng)和相關(guān)企業(yè)達(dá)成共識(shí)，將合作繼續(xù)深入納米材料在紡織材料中的應(yīng)用研究，制造相關(guān)原材料，開(kāi)發(fā)和賦予紡織品更多的功能，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，也希望能有更多的納米功能紡織產(chǎn)品很快面世。”