纺织材料的形及其重要作用与结果

于伟东

(东华大学 纺织面料技术教育部重点实验室，上海 201620)

纺织材料(fibrous material)即纤维及纤维集合体的统称，一般称为纤维与纤维制品或纤维与纺织品，是实用中常说的纺织纤维、纱线、织物及其复合物。人们较多地关注其组成，即纤维的化学组成、纱线的纤维组成、织物的纤维和纱线组成，以及复合物所用纤维材料与黏结及成型材料的组成。这从纺织材料的命名与分类以及现代化纺织科学与工程的研究和成果中，可得到证实。人们寻找和制备新来源和新化学组成的纤维，并以此命名进行纺纱、织布，应用于服用、家用和产业用纺织品，已成为主体且似乎成为定式的发展观，即以纤维材料组成这一“质”属性的改进或突破为主体的研究与生产。

当然，在这以“质”属性发展纺织材料的环境下，也有学者和生产者进行着以纺织材料形态、大小和内部结构改变与调整的研究和纤维材料加工。典型问题有:纤维的截面形态、长短、粗细及长径比;纱线的结构与力学;织物的结构与力学。但进展缓慢，工业化价值不显著。微尺度本该出自于纺织材料领域，但纳米材料却由其他学科提出并应用，发展迅速，并成为以“形”属性命名、研究和制造的典型材料。由于纳米材料地位的确立，将有助于纺织材料或纤维材料的正名及类别归属，亦有助于认清该材料科学与工程中的主题与本质特征。

事实上，形与质是物质的2个重要基本属性，是决定材料性能的本质属性[1]，作为以形命名的纤维材料，形应该是其最基本和重要的特征。遗憾的是，该学科出现至今，人们还是习惯于以质为主体，以质论性能，而把形只作为一种附属品或学术上的参变量，忽略了纤维材料形的缔造是其科学发展的唯一途径。

本文简要回顾了人们在纺织材料形上的典型研究与进展，同时给出东华大学纺织材料与技术研究团队在此方面的一些探索，以求学术界关注此领域中的研究及科学问题的发现，并藉此对工业界的技术创新与科学发展提供借鉴。

1 形的内涵

纺织材料的形是指其形态与表面、大小与尺度、内部构造与排列。这些都是人类可以并善于调整的形特征。将其对应归纳为表观形态、尺度和结构三要素。

表观形态是指纤维及纤维集合体的表现轮廓所构成的几何形状，如:纤维的长度、截面形状、转曲、卷曲、分叉、表面形态等;纱线的表观形态及毛羽等;织物的细观表观及毛羽、毛球等。

尺度是指纤维几何形态大小所在的尺度范围与维数及其范围。主要指纤维的粗细、长短、卷曲、分叉结构等尺度，可用纳米、微米、毫米等长度尺度来表达;也可用长径比、中腔比等比例尺度来表达;还有用单到多的整维数和分形维数来表达。

若纺织材料领域研究人员能及早地意识到，形是纺织材料的首要本征属性，而更多地关注纺织材料尺度问题，则纳米材料的原创和起始就应该发生在本身就在微米尺度的纤维材料领域，因为最多只是1个数量级的一步之遥。显然，比例尺度是确定纤维可加工性的唯一本质依据，纤维的长径比仅在103～104时，传统纺纱机械才能高效、正常地加工，而实际面对的可用纤维资源大都不在这一尺度范围。然而，分形维数[2]作为现代物理与数学的成果，是讨论以形主导的纺织材料结构及其变化的最有效的方法。

当狭义定义纺织材料的纤维集合体时，结构是指以单根纤维为基本单元的堆砌密度、排列形式和其间相互作用3个基本要素。这是材料学中人们所熟知的密度、排列和相互作用的三要素。显然，密度的优化调整与极限突破，排列形式的控制、改善及成形方式，相互作用的调节与改变，不仅是理论研究的基本问题，而且也是工业化实施的关键点，这将引出表征方法和加工工艺与装备专利产品。

2 已有的形改进典型研究结果

2.1 表观形态

在纤维表观形态上的改进，主要体现在对纤维截面的非圆形和纤维轴线的非直线空间曲线上的改进，主要有差别化纤维。其中，最有代表性的是:改变截面形态仿蚕丝的三角形、仿棉保暖的中空形、形成毛细导水的三叶形或狗骨形等异形纤维;采用双组分使纤维轴波动卷曲和增弹性的复合纤维;改善可纺性、提高纺织品品质与档次、能增加抱合和吸附性的超细纤维。在纱线表观形态上主要是形成竹节，如花式结节或毛绒的服用和家饰制品用纱线。在织物表观形态上多体现在染整的表面改性、光洁化或毛绒化的加工，以及起毛起球的研究。

2.2 尺度

在纤维几何形态的尺度上的改进和突破主要体现在静电纺丝和碳纳米管及其集束纤维体上。不过目前静电纺丝的主要尺度都在亚微米尺度[3-4]，即0.1～1μm(100～1000 nm)。如何稳定地获得粗细均匀、主体直径小于100 nm的纳米纤维，目前还是一项相当困难及需要科学尝试的工作。不过，已有一些静电纺丝的纤维主体直径可以基本达到该纳米尺度[5-7]。

在纤维几何形态的比例尺度上，目前具有实用性的纤维成形方法与技术的研究还很少。对天然纤维来说，基本上乏术，因为达到传统可纺比例尺度(长径比≥103)还是依赖于大自然的作为，人工干预的纤维初加工技术，均不是解决比例尺度优化提升的问题，故麻纤维在可纺比例尺度下的细支化研究始终未有结果。

由于超细纤维和纳米纤维的出现，纤维的主体直径可从毫米尺度细到微米尺度，在纱线直径尺度上，原来纱线特细支的范围(5～10 tex)能够轻而易举地进入0.1～1 tex，在理论上甚至达0.01 tex，这使制成织物能更轻、更薄，并进入到微米纱和织物。

2.3 结构

纤维、纱线、织物在传统意义的结构改进并获得特殊性能的例子众多[8]。如纤维聚集态结构改进和复合结构的引入，可提高纤维加工和使用性能;纱线的复合纺纱与结构纺纱，获得高支、高品质的纱线，并赋予以专门化功能特性来满足优质的纺纱成形和适应特殊要求的使用需求;织物的多维和0～多轴的成形，不仅能适体和无内应力成形，而且能无缝衔接及复杂造型地成形，以作为技术纺织品应用于各种特殊场合。

以粘胶纤维的进展为例，可看出国内和国外的差距及对科学问题的态度。众所周知，粘胶纤维是以纤维素大分子为原料的溶解、过滤、纺丝成形的纤维。最初只是在只要能成形并可后续加工及可使用的条件下，自然纺丝形成的纤维，其具有明显的皮芯结构和非等时固化收缩形成的锯齿形截面。为克服粘胶纤维皮芯结构的缺陷，欧洲采用缓冲液的缓冲析出固化，得到了主芯层或主皮层的粘胶，如富强纤维、虎木棉或 Modal。在此基础上，加大牵伸，获得了全皮层结构的强力粘胶。众所周知，粘胶纤维的组成就是纤维素，纤维素成分越纯，其成纤的性能越易控制和越优良，因此首选的是棉浆粕或纸浆粕。随后，为了克服甚至消除在浆粕溶解和纺丝固化过程中的污染，采用可回收溶剂NMMO(N-甲基吗啉-N-氧化物)，且能做到99.9%的回收循环使用，制得了原纤结构的Tencel®或 Lyocell纤维，其力学性能相近并略优于高湿模量纤维或Modal纤维。

而在国内出现的竹浆粘胶纤维，或其他植物粘胶纤维，既没有在结构调整和清洁化加工上形成突破，也未在纤维组成上发生改变，只是在植物来源上不同。相反，因竹、麻类纤维浆粕中非纤维素物质的存在，增加了对木质素和胶质等非纤维素物质的高耗费的过滤与去除加工。结果非但无法全部去除非纤维素物质导致纤维强度偏低，而且是一种高成本、高污染、低品质的强行加工。其结构还是人们早期研制的粘胶纤维的皮芯结构，强度仅为普通粘胶纤维的2/3，这不能不说是一种退步或劣化的选择与加工。

3 所在团队主要研究结果与讨论

3.1 形尺度对织物起毛起球的作用

织物表面的毛羽是起球的必要条件，因为毛羽纠缠形成起球。正因为如此，容易出现2个概念上的错误:一是认为毛羽越多起球越多，这引导人们关注短纤维的长度及加工过程中减少或去除毛羽;二是认为起毛在先起球在后，中间有明确界限，这致使人们忽略了起球是一渐变过程。事实上，在圈毛羽产生、抽拔增长的同时，成球的过程亦在进行。由于这2个概念上的偏差，人们忽略了前人已经给出的事实[9-10]形态的作用[11]，即起毛是圈毛羽作用的机制[12-13]。

由受力分析可知，端毛羽不仅不能增长或产生毛羽，反而会因反复摩擦而消失。如图1所示，端毛羽在受力作用下，只能是摆动、倒伏，而无力拖拽毛羽滑出增长;相反，摆动引起握持点的弯曲疲劳，会使毛羽断裂而消失。

图1 单根端毛羽的运动分析Fig.1 Motion analysis of single free-end hair.

然而，1根纤维只要有1点起拱，即圈毛羽，其拱圈在摇摆力P⊥和圈变形力P∥的作用下，就能产生对毛羽的抽拔增长，起拱处的断裂会形成毛羽的增多。并随圈弧的增加产生扭转纠缠，参与成球。断裂突出的端毛羽只有当突出头端间产生纠缠，形成准圈毛羽，才会产生毛羽的增长，但却无法增多。头端纠缠的头羽运动分析参见图2。

圈毛羽产生的必要条件是纤维的起拱，而起拱则是纤维卷曲这一形特征所致。端毛羽纠缠的必要条件是纤维自然形态的非伸直及接触点的摩擦锁结，而纠缠又是纤维卷曲再加上纤维表面这2个形特征所致。故纤维卷曲是主机制。

图2 头端纠缠的毛羽运动分析Fig.2 Motion analysis of entangled end hair.

3.2 分形维数对羊毛原纤分离的作用

羊毛的基本组织结构如图3所示，它具有4级自相似微观结构单元逐级组合而成的分形特征[14]。依次为:正、副皮质细胞(ortho-/para-cortical cell)、巨原纤(macrofibril)、微原纤(microfibril)、基原纤(protofibril)和角蛋白螺旋大分子(α-helix)。各级结构均由其低一级结构以一定规律自组装而成，各结构层次的尺度基本相差10倍。羊毛正、副皮质中微原纤的尺度和排列不同，其分形维数不同。正是这一差异决定了羊毛形态和力学性能，以及各自微结构体的分离能。

3.2.1羊毛微原纤7+2模型

羊毛分形结构7+2模型如图4所示，其中羊毛微原纤的7+2模型见图4(b)[15]。1级分形结构为2+2个α大分子双螺旋模型;2级分形结构为2根在中间、7根在周围的9个基原纤的7+2模型;3级分形结构对微原纤呈环芯辐射状紧密排列的正皮质和微原纤呈规整与不规整六角形排列的副皮质细胞，均可采用微原纤的正三角形堆砌的微原纤集束单元来表示，仅三角形的大小不同，即微原纤间距不同。

图3 羊毛的结构示意图Fig.3 Schematic diagram of wool fiber

3.2.2羊毛微原纤9+2模型

对应的羊毛分形结构9+2模型见图5，其中羊毛微原纤的9+2模型见图5(b)[16]。其1级分形结构为3个α螺旋大分子单螺旋形成1个基元纤;2级分形结构模型为9+2模型;3级分形结构模型与7+2模型相同。

3.2.3羊毛各级结构体的分形维数计算

依据已有文献的羊毛各结构体的尺寸，由豪斯道夫维数定义，分形维数

图4 基于7+2模型的羊毛分形结构模型示意图Fig.4 Fractal schematic diagram of wool fiber based on 7+2 structural mode.(a)Protofibril;(b)Microfibril;(c)Element of microfibril bundle

图5 基于9+2模型的羊毛分形结构模型示意图Fig.5 Fractal schematic diagram of wool fiber based on 9+2 structural mode.(a)Protofibril;(b)Microfibril;(c)Element of microfibril bundle

式中:N为原尺度与新尺度的比值，即标度;M为用新尺度度量原单元中新单元的个数。

可计算得羊毛正、副皮质中3个结构层次的分形维数，结果见表1。

表1 基于不同羊毛结构模型的羊毛正、副皮质分形维数Tab.1 Fractal dimension of or tho-cortex and para-cortex of wool fiber based on two different str uctur al modes of wool fibers

表1结果表明，基于7+2模型和9+2模型及其修正模型计算的羊毛正、副皮质各级结构的分形维数均接近于黄金分割数1.618，且正皮质分形维数略大于而副皮质分形维数略小于黄金分割数。相比之下，7+2模型的结构参数更为合理。因为依据以往学者对羊毛结晶度小于50%的实测结果可知，表2中依据9+2模型及其修正模型计算得到的羊毛结晶度的预测值均偏高，而依据7+2模型及其修正模型计算得到的羊毛结晶度预测值与实测值较为吻合。

表2 基于不同羊毛结构模型的羊毛结晶度预测值Tab.2 Pr edicted values of cr ystallinity of wool based on two different structural modes of wool fibers %

对于羊毛原纤结构体的分离来说，羊毛正、副皮质层分形维数的差异说明其分离性的差异。分形维数高，则原纤的排列密度大，将原纤彼此分离所需的分离能高，分离的实现较为困难，如正皮质和第2级分形结构，实际分离实验也得到证实[14]分形维数略高的正皮质的靶向性分离得难易程度显然高于分形维数略低的副皮质。此外，羊毛各级结构层次之间分形维数的差异越大，二者分离性能的差异也越大，即越容易实现结构体的靶向性分离[17]。

3.3 格栅结构对电磁屏蔽的作用

格栅结构对电磁屏蔽的作用参见文献[18]。

3.3.1平行排列

碳纤维束以10、5、2mm的间距平行排列于 PS发泡片上得 P1、P2、P3试样。参照样为不锈钢织物SS，结构参数见表3。各样品的电磁屏蔽效能SE曲线见图6。显然在图6(a)中，碳纤维平行排列不同间距的屏蔽效能的峰值在低频段(0.2～0.8 GHz)和中频段(0.8～1.4 GHz)随间距的增大而减少，但位置不变;在高频段(1.4～2.0 GHz)的峰值位置随间距的增大而左移。不锈钢织物在中频段电磁屏蔽效能峰显著。而不同碳纤维含量(2 K、3 K和4 K)对电磁屏蔽效能的影响，只是与碳纤维含量增加成正比的关系，见图6(b)。

表3 不锈钢织物的结构参数指标Tab.3 Structural parameters of stainless steel fabric

图6 平行排列不同间距的碳纤维束与不锈钢织物的屏蔽效能曲线Fig.6 SE curves of carbon fibers in parallel arrangement with different spaces and stainless steel fabric.

3.3.2格栅排列

碳纤维束以格栅状排列在厚度为H的PS发泡片上，其行间距等于列间距，分别为10、5和2mm，对应于C1、C2和C3试样。同间距格栅试样与锈钢织物电磁屏蔽效能对比如图7所示。由图7(a)得C1、C2和C3试样在低频段峰移向中频段(0.8～1.4 GHz)，在高频段的峰右移靠近中频段。与不锈钢织物电磁屏蔽效能谱相近，但峰值均大于不锈钢织物，且各峰值大小仍与间距成反比。而碳纤维含量(2 K、3 K和4 K)与电磁屏蔽效能仍是正比关系，见图7(b)。

3.3.3组复合排列

双面平行、双面格栅、正交屈曲排列和屈曲与格栅复合排列的结果与最低位单一屈曲排列，以0.05～2.0 GHz电磁屏蔽效能的面积值相比，所得结果见图8。显然，复合结构和多层结构的电磁屏蔽效能明显增大。

3.3.1和3.3.3结果足以证明，材料组成与含量引起的变化有限或成线性。而结构参数引起的变化是多元、高效的，不仅有电磁屏蔽效能而且有吸波频域的改变。

3.4 声子晶体对织物吸隔声的作用

图7 同间距格栅试样与不锈钢织物电磁屏蔽效率效果对比Fig.7 Comparison between carbon fibers in grid arrangement with same space and stainless steel fabric(a)and between different contents of carbon fibers(b)on SE

图8 不同排列屏蔽效能面积对比Fig.8 Effective shielding area of different samples on SE

声子晶体通常是由2种或2种以上的弹性介质组成的、具有弹性波带隙的周期结构的复合材料。有一维、二维和三维和二元或多元复合声子晶体之分。当弹性波在声子晶体中传播时，由于受到其内部周期结构的作用，会形成特殊的色散关系曲线。有和无色散关系曲线的频域分别称为通带和带隙。

带隙内弹性波不能传播。周期结构中存在缺陷时，弹性波会被局域在缺陷处，或只能沿缺陷方向传播。声子晶体周期结构的最小周期尺度称为晶格常数(lattice constant)[19]。

3.4.1点阵排列形式的影响

涤纶-空气二维声子晶体的晶格常数和填充率不变，涤纶纤维分别以三角点阵和正方点阵形式排布于空气相的二维声子晶体，如图9所示。二者的填充率为

当晶格常数等于纤维直径(a=d)时，最大填充率为:

图9 二维声子晶体的三角点阵和正方点阵排布示意图Fig.9 Cross-sections of triangular(a)and square(b)lattice of two dimensional phononic crystals

取三角和正方点阵声子晶体的填充率 φ三角=φ正方=0.5和晶格常数a三角=a正方=100μm，计算得三角和正方点阵的纤维直径 d三角=74μm和d正方=80μm。由此所得的三角和正方点阵声子晶体的帯隙分布图如图10所示。

由图10可知，纤维点阵排列形式对声子晶体的带隙特征影响显著。相同填充率和晶格常数及物质组成下，三角点阵声子晶体出现带隙的起始频率高于正方点阵，而带隙数及宽度均优于正方点阵。当然，晶格常数和纤维填充率对此声子晶体的带隙影响也明显，反而纤维组成对带隙影响不显著，此结果证明了形的作用。

3.4.2纺织材料的应用实例

图10 三角和正方点阵排布时声子晶体带隙分布Fig.10 Band gaps of phononic crystals of triangle(a)and square(b)lattice arrangement

一般纱线的点阵排列可用图11(a)的密堆结构，其归属为三角点阵周期排列的二维声子晶体，上述算法已解决。电磁波屏蔽织物中的蜂窝组织结构的基本单元为图11(b)的正六边形排列模型，但可为两两错位的方阵排列，计算方法也能解决。

图11 纱线和蜂窝状结构示意图Fig.11 Structural representation of yarn(a)and honeycomb texture(b)

对最常用的平纹组织和斜纹组织，沿织物平面可以看成是由经纬纱及空气共同组成的三元周期排列的一维声子晶体结构，即中线为经纱隔纬纱的周期结构，两表层为纬纱或经纱隔空气的周期结构;沿织物平面法向可看成是一经或二经叠一横纬并加空气夹一斜纬的三元单层二维声子晶体结构。显然纺织品大多具备声子晶体特征，并能抽象出模型计算出带隙性能。

3.5 羽绒体分形维数与排列及对隔热的作用

3.5.1羽绒体的分形结构及热阻计算

羽绒的外观形态为多级分杈结构，热量在羽绒体内传递存在多通道而定向传递概率低，在体内传递中会被快速扩散与辐射耗散，在各羽绒枝杈间受到静止空气高热阻的阻碍，所以，尽管羽绒本体角蛋白物质的导热系数与羊毛相近，但隔热性能极其优良[20-21]。采用分形理论讨论其基本结构单元的特征及其单向传递时的热阻值，如图12所示，为典型的3级自相似结构(n=3)。

图12 羽绒形态分形的多级特征Fig.12 Fractal ″tree″structure of down

依据羽绒的基本结构体特征(图13)可得其分形结构和确定其分形维数[22-23]，并以单位段热阻 R和分形结构，计算基本结构单元的热阻 RE、第3级主分支的热阻RM和羽绒纤维的热阻Rf。

若以羽绒核为中心，两侧为2根第3级主分支纤维，则羽绒两侧点对点的热阻为5.1R，即等效于5.1倍线状纤维热阻。

实测几种纤维集合体的导热系数与体积分数关系，结果见图14，在0.2% ～0.1%的体积分数下，羽绒体的导热系数最小，且在0.2% ～0.5%达本身最小值。其他纤维体的导热系数从小到大依次为羊毛、羊绒、棉、涤纶和腈纶纤维。由此看出，同样组成的羊毛和羊绒的保暖性与轻质均无法与形态不同的羽绒相比。

图13 毛羽的基本结构单元和有3级结构的主分支纤维的热阻估计图Fig.13 Schemes of thermal resistance of elementary cell in fractal unit(a)and main branch fiber with three-grade fractal structure(b)

图14 不同体积分数纤维集合体的导热性Fig.14 Thermal conductivity of fiber assemblies with various volume fractions

3.5.2羽绒体的结构稳定方法

羽绒间接触点很少、集合体的体积分数又极小，故羽绒集合体的形态很不稳定、极易滑移变形，导致填充厚薄和密度不匀，而使整体保温性下降甚至失效，故超低密度、甚至更具有挑战性的准单层羽绒集合体的结构稳定，是超轻薄隔热材料实现的关键。东华大学纺织材料与技术研究团队在朵绒排列(图 15、16)、绑 定 方 式 (图 17(a))、绑 定 材 料(图17(b))和成形加工(图18)上形成突破，获得了准单层、结构稳定的羽绒层的成形技术[24-25]。

4 需要适应特殊形的加工技术

纺织材料的主导属性是“形”，即材料性质是由其“形”决定的。“形”包含形态、尺度和结构，“结构”决定性质已被人们所接受，而对形态与尺度大多时候人们不以为然。事实上，还有已做或正在进行的有关形作用的工作，诸如梯度孔隙分形结构对织物面对面导水的作用[26]、纤维集合体分形维数对隔声的作用[19，27]、绳索的分形维数对

图15 羽绒在绑定材料上的分布俯视图Fig.15 Planform of down fibers tied on a warp knitting web

图16 羽绒在绑定材料上的分布侧视图Fig.16 Side elevation of down fibers tied on warp knitting web

图17 朵绒被绑定在经编网眼孔中及经编网眼组织结构图Fig.17 Down fiber tied in mesh of warp knitting web(a)and scheme of lace stitch(b)

增强的作用、亚微尺度原纤体两端分叉分形维数的 作 用[28-29]、同质复合纤维[30-31]及纤维集合体[32-33]的形调整的作用、光子晶体对织物显色的作用[34]等，都能证明纺织材料“形”的重要作用。因此，在明晰“形”的作用及价值，人们便可使之加工成“形”的所能，实现材料性能的改善、适用、高性能化和缔造特殊性能。

图18 铺制和绑定小样图片Fig.18 Photographs of down fibers overlaid(a)and tied(b)on warp knitting web

4.1 亚微米及纳米纤维及其纺纱成布技术

目前在纤维材料领域中的研究热点，尤其是静电纺丝的研究与工业化加工。静电纺丝目前主要着力解决的问题是:1)稳定均匀的纳米尺度的纺丝，而不是亚微米尺度的纺丝;2)高产率的静电纺丝与均匀片状成形;3)静电纺丝的纤维力学性能的提升;4)静电纺丝的连续微米纺纱技术;5)微米布膜的织造技术。这是纳米尺度和微米尺度化纺织品的基础，也是二维0轴的纳米纤维毡进展为多维多轴纳米织物的科学与技术基础。所提的这5个问题都属“形”的问题。

4.2 适应非常态形纤维及其纺纱成布技术

由于现有纤维资源的有限，以及土地资源和能源的紧缺，人们将面对原来不可用天然纤维物质或性能低劣的回用纤维，这将产生对下列形特征纤维的利用加工。其主要包括:1)超短或过长的纤维，即超短纤维的稳定、连续化成形加工技术和过长纤维的低损伤梳理、排齐加工技术;2)偏粗或超细的纤维，即偏粗纤维的取向和衔接排列及高支化成形加工技术和超细纤维的低损伤梳理伸直排列的加工技术;3)前述1)和2)中弱项组合的纤维，即主要是偏粗偏短纤维的连续化、高支化的加工技术和过长偏细纤维的低损伤梳理排直的加工技术;4)形态尺寸差异大的混合纤维，即粗细、长短、卷曲、截面形状、长/径比、表面形态及性质等差异大的混合纤维体的纺纱加工技术。这也均是适应“形”之问题。

4.3 适应分形构造纤维材料的成形技术

实现规整几何结构堆砌的纤维排列加工方式及成形技术，如声子晶体排列的织物，电磁屏蔽格栅结构的织物等;实现纤维在集合体或复合体中方向调整的成形技术，如纳米晶须在同质膜中的取向排列和在喷丝孔处的取向排列依次通过高堆砌密度(＞80%含量)的纳米原纤在纤维体内的集聚成形。

5 结语

从物质“形”与“质”2个本质属性上说，纺织材料主导属性是“形”，即材料性质是由其“形”(形态、尺度和结构)所决定的。

纺织材料这一命名虽带有极强的工业及用途的特征，但其构成是纤维材料，无可争议、亦无歧义。顾名思义，纤维是以形命名的物质，这与纳米材料、膜材料、复合材料等同样，均非以组成命名，故纺织材料研究与突破的本质属性应该是形而非质。即应该更多地关注其形及适应纤维集合体形的加工。

以往的纺织材料研究与应用事实，以及东华大学纺织材料与技术研究团队近年来在形方向的探索和实践，已证明纺织材料“形”属性的重要和不可或缺。现代物理学和数学、现代材料学及其表征方法，为此研究和工业化实践铺垫了基础和提供了手段，剩下的是本领域的人们能否提出合理形的纺织材料及其成形方法，并提供技术与工程上的解决方案及装备，进而缔造出实用、高效、安全、生态的纺织品。

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