美國(guó)康奈爾大學(xué)：用納米技術(shù)改良棉纖維

牟汝佳

近日，美國(guó)康奈爾大學(xué)宣布，該校研究人員對(duì)棉纖維進(jìn)行改性獲得成功。經(jīng)他們處理的棉纖維可以殺滅細(xì)菌，導(dǎo)電，防止瘧疾等病菌的侵入，可捕捉有害氣體，還能把無(wú)線電信號(hào)植入T恤衫或其他服裝。

主導(dǎo)這一研究項(xiàng)目的纖維科學(xué)教授胡安·海內(nèi)斯特勞認(rèn)為，棉纖維是一種最具有神奇功能，又最被誤解的材料。人類(lèi)已使用它數(shù)千年，卻還沒(méi)有完全認(rèn)識(shí)它。胡安教授為研究這一領(lǐng)域，整日呆在納米技術(shù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，把其視為自己的世界。他認(rèn)為，人類(lèi)是可以通過(guò)原子控制纖維素纖維材料的分子結(jié)構(gòu)。

胡安教授的學(xué)生已成功地把棉纖維整合入電子元器件，使棉纖維成為帶有導(dǎo)電功能的材料。他們甚至還將棉纖維整合為半導(dǎo)體、熱傳感功能的材料，但卻不是帶有電子元器件的織品，相反，他們開(kāi)發(fā)的織品卻能與電子元器件很好地結(jié)合。

用棉纖維傳導(dǎo)無(wú)線電或其他信號(hào)是一種奇跡，它給電子與紡織品的無(wú)縫融合帶來(lái)了新的遠(yuǎn)景，這給我們的穿戴帶來(lái)了無(wú)與倫比的新用途。利用棉纖維不規(guī)則的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，胡安教授和他的學(xué)生將其加入納米金粒子涂層，與半導(dǎo)體和導(dǎo)體聚酯相結(jié)合，改變了天然棉纖維的特性，使其朝著人類(lèi)需要的方向發(fā)展。

如今，已有人成功地利用超薄太陽(yáng)能鑲板和衣服棉線給iPhone充電。這是因?yàn)榉b能夠把攫取的陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電能，這已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。當(dāng)然，也能給其他手提設(shè)備充電。不僅如此，多功能襯衣可測(cè)量心率，通過(guò)分析汗液檢測(cè)體征，或?qū)x器縫入枕頭，監(jiān)控腦電波，或檢測(cè)體內(nèi)涼寒程度。

由于涂層相當(dāng)薄，完全沒(méi)有破壞棉纖維的柔韌度，因此這一改性得以成功。要知道，纖維材料幾乎涵蓋了我們生活設(shè)施的方方面面：鞋子、汽車(chē)坐墊、濾清器、牙刷、輪胎和各種紡織品。

因此，這一項(xiàng)目的成功意義十分重大。人們?cè)诖酥熬鸵验_(kāi)發(fā)出多種類(lèi)似的功能，但那些相關(guān)的纖維不是太脆弱就是太沉重，而不像康奈爾大學(xué)改良的棉纖維，具有多功能且還具有親密環(huán)保性，能紡織、縫紉和編制，無(wú)一不可。

另一重要原理是讓合成納米粒粘附在棉纖維上，可起多種作用，如創(chuàng)造表層色彩以替代染料，殺滅細(xì)菌，使人類(lèi)免受各種疾病之苦。胡安教授的兩位學(xué)生一起創(chuàng)造了一種可預(yù)防瘧疾蚊蟲(chóng)叮咬的有機(jī)金屬服，稱(chēng)為MOFs。所謂金屬服，只是其分子結(jié)構(gòu)類(lèi)似于金屬。而另一些學(xué)生則利用MOFs發(fā)明了專(zhuān)用防毒面罩和吸收煤氣的裝置。

胡安教授認(rèn)為，他們最終目的是，將傳統(tǒng)的天然纖維轉(zhuǎn)換為工程材料，以產(chǎn)生更多功能，順應(yīng)人類(lèi)的各種需求。為此，未來(lái)的紡織專(zhuān)家就應(yīng)該是化學(xué)家、材料學(xué)專(zhuān)家、設(shè)計(jì)大師，這樣才能適應(yīng)未來(lái)的需求，而開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品不乏柔韌性和舒適度。

（據(jù)美國(guó)紡織創(chuàng)新網(wǎng)最新資料http：//www.innovationintextiles.com/cornell-university-uses-nanotech-to-transform-cotton-fibres/）