前沿

仿生“热隐身”织物问世

近日，浙江大学化学工程与生物工程学院教授柏浩团队模仿北极熊毛发结构，研制出一种有序多孔的隔热保温织物，可使生物体在红外线成像设备中实现“热隐身”。该成果已发表于《先进材料》杂志。

据了解，在显微镜下，北极熊的毛发呈透明色的中空多孔结构，是一种绝佳的保温纤维，同时还能反射红外线辐射，使北极熊在热成像摄像机中几乎是隐形的。为了模仿这种结构，柏浩团队将蚕丝溶解于水中，制成含水量达95%的纺丝溶液。之后用注射器将混合物慢慢注入一个低温装置中，形成直径约为200微米、含有冰晶的冷冻多孔纤维。最后，再通过冷冻干燥，让纤维中的冰晶升华留下众多有序的片层孔。研究发现，这种材料的导热系数比原本的北极熊毛发还要低，保暖性也更强。将仿生材料编织成一小块仿生织物，覆盖在兔子身上，结果显示：在-10℃～40℃的环境中，红外线相机几乎观测不到被仿生织物覆盖的生物体的热量，成功实现隐身。

此外，课题组还将碳纳米管加入仿生纤维制造出电加热织物。在5v电压下，电加热织物的温度可在一分钟内从24℃升至36℃，实现主动生热。“这些特性意味着该材料在工业、军事领域有较为广阔的应用前景。”柏浩表示，课题组下一步将对仿生材料的强度进行提升，并融合多种材料拓展功能。

（摘编自观察者网）

一种基于超分子水凝胶的仿生智能皮肤

近期，复旦大学教授武培怡课题组利用一种超分子聚电解质水凝胶来模仿天然皮肤，其中的动态交联网络赋予超分子水凝胶多种优异的力学性质，而动态网络内的自由离子传输则实现了信息传递和对外界刺激的感知。

该课题组长期致力于二维相关光谱表征分析高分子体系的物理和化学性质，通过先进谱学信息揭示分子间相互作用、微观结构与材料宏观性质之间的关系，推动高分子软物质材料的分子机理研究、合成设计以及仿生智能器件应用。从理解并调控高分子间动态相互作用的角度出发，设计了多个高分子动态交联体系，以实现对皮肤力学性质和感知功能的模仿。

在前期研究基础上，课题组直博生雷周玥利用三种分子间非共价相互作用 （氢键、亲疏水作用、离子相互作用），实现多重动态交联网络，仅需简单的无规共聚反应，所形成的透明超分子水凝胶集合了一系列类似皮肤甚至超越皮肤的力学性质，具有压缩回弹性，可大幅拉伸，遭遇创伤快速自修复，并且在室温下可任意塑形。

当基于这种超分子水凝胶的仿生皮肤贴在塑料假肢手指上时，它使得假肢手指能够通过电容和电阻信号分别感知应变和温度刺激，模拟了人体皮肤的机械和温度感受器。它可以根据变形过程中的电容变化记录手指的弯曲伸直运动信息，并在人的手接触假肢时，通过实时降低的电阻信号来反馈假肢表面温度的升高。

这一研究展示了超分子水凝胶在仿生皮肤力学性能和传感功能的独特优势，为开发新型仿生智能皮肤提供了新途径。结合高分子谱学表征对分子间相互作用的分析、理解和筛选，课题组也致力于进一步优化高分子软物质材料在仿生智能器件中的发展与应用。

（摘编自高分子科学前沿）

钛纳米颗粒纤维垫可吸附清除水中污染物

据外媒报道，莱斯大学的研究人员发明了一种新的纤维垫，可以吸附并破坏水中的污染物。这种“净化器”由嵌入聚合物纤维中的二氧化钛纳米粒子组成，研究证明，这种材料是将二氧化钛纳米颗粒暴露在紫外线下，作为光催化剂，释放出活性氧（ROS）来分解污染物。与其它系统相比，这种设计更加快速、安全且节能。

该项研究中，二氧化钛纳米颗粒被嵌入高渗透聚乙烯纤维垫中，由于纤维本身的疏水性，意味着纤维垫不会吸收水分但是会吸走水中的污染物。在纤维垫吸附污染物之后，再用紫外光对其进行照射，即可触发破坏污染物的光催化反应。

该项研究的作者之一Pedro Alvarez表示，当前的光催化处理在效率上有两大限制：首先，产生的氧化剂比目标污染物要丰富得多，所以无法破坏污染物；其次，需要耗费大量的时间和金钱来保持和分离浆状的光催化剂，防止其泄露到处理过后的水中。鉴于此，研究团队通过固定催化剂来化解，让它易于重用和保留。

除速度更快外，研究人员还称这项新技术可以节省更多的能源，尤其是对污染严重的水。从水处理工厂的废水到处理后的蒸馏水，纤维垫只需增加2倍的能量，相比之下，直接使用二氧化钛纳米颗粒的浆液需要增加11倍的能量。

（摘编自cnBeta.COM）

新型纳米材料口罩可全天高效杀菌

据悉，美国加州大学戴维斯分校教授孙刚研究团队和中国东华大学教授丁彬合作，开发出一种可高效、全天候杀、灭细菌和病毒的纳米材料，有望用于口罩等个人防护装备，有效避免传染病疫情暴发。

论文第一作者、加州大学戴维斯分校博士后研究员斯阳认为，传统光抗菌材料在黑暗条件下会失去抗菌功能，而新材料采用“苯甲酮－多酚酸”协同光敏结构，在光照激发条件下可发生分子结构重排，把抗菌活性存储起来，并在黑暗条件下缓慢释放。他还说道：“该纳米纤维材料仅200纳米的细小直径，不仅能有效拦截细小病菌，同时还增大了光抗菌反应的接触面积。”

针对流感、埃博拉等通过飞沫传播的病毒，普通防护口罩只能拦截而不能将其杀死，容易导致后续的交叉感染。新材料表面的协同光敏结构可产生杀菌活性氧成分，快速破坏细菌膜结构，还可导致病毒蛋白外壳变性失活，杀、灭效率均高于99.999%。实验结果表明，传统光抗菌材料需要5到10小时达到的杀菌效果，新材料只需几分钟即可完成。在阳光照射下，后者可在30分钟和60分钟内杀灭大肠杆菌和李斯特菌达99%以上，杀灭T7噬菌体病毒则只需约5分钟。

目前，研究团队正准备开发基于纳米纤维和无纺布多层复合的抗菌产品，提升现有防护口罩的性能。

（摘编自新华社）

新型石墨烯复合材料变身医用手术缝合线

据报道，兰州大学物理科学与技术学院拜永孝团队成功制备非氧化态石墨烯，并进一步将其应用于超高强度和抗菌特性的医用手术缝合线。该成果发布在《应用材料与界面》期刊。

石墨烯基纳米复合材料以其优异的物理化学性质和生物相容性，在生物医学中的应用引起广泛关注。但解决石墨烯基纳米复合材料制备过程中的均匀分散性是制约其大规模应用的难点。同时，纳米复合材料机械性能和生物安全对于生物医学的实际应用非常重要。

该项研究巧妙地采用天然糖类，借助自动机械撕揭鳞片石墨的方法制备了高品质非氧化态石墨烯，并与生物相容性高分子复合，制成可用于医用手术缝合线的超高强度的纳米复合纤维。实验证明，这种材料可以很好地分散在聚合物基质中。石墨烯含量在0.3%时，复合材料具有2.1G帕斯卡的拉伸强度，并具有抗菌性、低细胞毒性等生物特性。

拜永孝团队评估了普通手术和石墨烯纳米缝合线对伤口愈合的影响，“经小白鼠试验证明，用含有0.3wt%溶质的石墨烯缝合线处理的伤口，手术5天后表现出最佳愈合状态，普通缝合线手术8天愈合不完全且留有更大的疤痕。”拜永孝对生物性能进行了解释，新型纤维显著缩短了伤口的愈合周期，表现出很好的应用潜力。

（摘编自科技日报）

仿贝壳复合纤维可实现高强度和高导电性

据悉，受天然珍珠母多级尺度结构启发，合肥工业大学教授从怀萍和中国科学技术大学教授俞书宏研究团队合作，发展了仿贝壳界面增强法，实现了石墨烯基纤维机械强度与导电性的同步提高。

该研究从提升组装单元表面粗糙度角度出发（增加次级结构），通过原位引入聚多巴胺衍生氮掺杂碳作为阻力增强剂、粘结剂与导电 “桥梁”，获得了多级尺度结构的聚多巴胺衍生碳/石墨烯仿贝壳复合纤维，展现了卓越的拉伸强度(～724 MPa)和导电性（～6.6×104 S m-1），该指标远高于之前文献报道的类似仿贝壳石墨烯基纤维的相关性能。

通过原子力显微镜观察发现聚多巴胺包覆石墨烯（GO@PDA）纳米组装单元表面散布有丰富的岛状颗粒，这种独特的结构为模拟和构筑类珍珠母多级纤维结构提供了可能。通扫描电镜、软X射线Nano CT表征可以发现由GO@PDA组装成的宏观尺度纤维由轴向取向、紧密堆积的层状单元组成，纤维整体呈均匀的线状。获得的纤维经切片处理后，经高分辨电子显微镜表征可以发现在宏观RGO@PDA纤维内部的组装单元（RGO@PDA）表面依然散布有大量的岛状颗粒，证实了表面粗糙的RGO@PDA独特的次级纳米结构依然可以在纤维中维持。

这种多尺度仿生设计显著提高了RGO@PDA纤维机械强度和电导性。力学性能测试显示，随着退火温度的提升，RGO@PDA和RGO纤维的机械强度和导电性均逐步提升，并且RGO@PDA纤维的机械强度和导电性远高于RGO纤维。优化获得的聚多巴胺衍生碳/石墨烯仿贝壳复合纤维展现了卓越的拉伸强度和导电性。这些优异的综合性能为石墨烯基纤维进一步拓展在柔性、可穿戴微器件（传感器、驱动器、超级电容器、电池等）领域的应用提供了可能。

（摘编自高分子科学前沿）

大面积全织物压力传感器阵列研制成功

记者获悉，中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究团队与院士王中林研制了大面积全织物压力传感器阵列，可应用于智能服装和可穿戴电子设备中来探测应力分布信号，以对身体的生理活动健康进行实时的监测和响应。

这种大面积织物基压力传感器阵列的特点是上下电极均由普通的织物（叉指纺织电极底层和碳纳米管棉织物表层）构成。其中，叉指纺织电极底层是在Kapton胶带密封的聚酯织物上经激光雕刻形成具有期望图案的掩模，再通过无电沉积（ELD）进行共形Ni涂层制成。当应力施加在其表面时，上层粗糙纤维束和下层叉指电极的金属颗粒接触和分离，引起输出变化，从而对外界压力进行感知。

据介绍，制成的纺织基传感器显示出高灵敏度、稳定的循环性能、快速的响应时间和低检出限值等特性。附着在人造手不同手指上的压力传感器阵列，输出信号可以实时地随着应力大小的变化而变化，从而使人造手具有“触觉”。

该织物压力传感器可直接穿戴在人体表面，进行微小振动如脉搏的探测。由于该传感器全是由纤维构成，所以也可以直接集成到衣服上，用于实时、动态地描绘压力分布，而不损失衣服原本的舒适和透气性。这样，一部分压力和生理健康信号的探测和响应可以直接由嵌入衣服中的纤维传感器完成，不需要外置的器件。

（摘编自亚洲纺织联盟）

日本研发出新型“电子纺织品”

据悉，日本关西大学教授Yoshiro Tajitsu和日本帝人有限公司开发出最新的可佩带式压电式编织线传感器。该传感器采用了一种创新的可穿戴压电材料，是由导电碳纤维纱芯、压电聚糖-l乳酸（PLLA）纤维纱、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）中鞘以及导电碳纤维外壳组成。该可穿戴传感器技术可用于时尚、运动服装、室内设计和医疗保健等传统的可穿戴式传感设备无法应用的领域。

Tajitsu表示，“我们的研究目的是开发功能性服装，也被称为‘电子纺织品’，在几乎任何一种三维运动（包括弯曲和扭曲）中，压电PLLA编织线都能产生电信号。重要的是，这些同轴电缆类型的织物被编织成用于电磁屏蔽和高灵敏度的压电编织线，因此它们不会对来自手机和其他电磁干扰的环境噪声做出反应。我们认为，可穿戴式人机设备将使人们能够自然地与外部设备进行交互，而不受限于例如集中在显示面板上的指令等必须执行复杂的动作。此外，‘电子纺织品’必须将舒适与时尚相结合，因而影响着我们的可穿戴传感器的发展，传感器的形状就像传统的日本编织线或和服中使用的Kumihimo材料。”

PLLA编织线的潜在应用包括保健和监测人的运动。例如已经试验成功的用于监测颈部两侧颈动脉压力感应的脉搏率，试验数据通过Wi-Fi将信号传输给智能手机。值得注意的是，脉搏信号不受头部或身体其他部位运动的影响，受试者不会对项链感到不舒服，所以这是一种非常有用的用于监测医疗保健的便携设备。

（摘译自关西大学国际联络小组/马安冬）

美国Adient与印度Arvind成立面料企业

3月21日，美国Adient公司宣布与印度纺织品巨头Arvind公司成立阿迪特·阿尔温德汽车面料公司，该合资公司将在印度开发、制造和销售汽车面料。

Adient全球纺织品副总裁Jef Vercammen表示，“Adient公司致力于为我们的客户带来新的价值，同时通过不断的进步提升我们的面料产品组合。将Adient的全球面料设计和技术资源与Arvind的强大的生产能力结合起来，将使我们能够加快将创新的汽车面料产品推向印度市场的步伐。”

合资企业是在Adient和Arvind 之间实现战略目标的强有力的结合。这对Adient的纺织品业务来说是一个重要的里程碑，迄今为止，该公司除了与中国企业的合资之外，在亚洲没有其他合资公司。Arvind公司一直在寻找将其纺织制造业扩展到时尚以外的市场的机会，作为纺织业中有着悠久的生产历史的领导者，从纱线生产到创新的纺织产品，通过这种合作，Adient将获得强有力的市场开拓，为印度和全球客户服务，并最终为印度消费者提供更大的价值。

（摘译自印度Arvind公司/马安冬）

德国Autefa非织造布解决方案性能卓越

据报道，德国Autefa公司的非织造布解决方案拥有经济和技术优势，作为一个完整的线路供应商，Autefa可以提供广泛的产品范围，包括单针针织机、串联式针织机、丝绒机、结构图针织机和造纸用针织机等等。

Autefa可以提供顶级质量的人造皮革生产线，在过去的几年里，该公司向主要的生产商阿尔坎塔拉、日本东丽集团等出售了几条生产线，高品质的人造皮革产品深受汽车行业最知名品牌的青睐。

水力缠绕法是生产湿巾或棉垫市场非织造布的理想方法。Autefa可提供节能Spunlace解决方案，该方案已经开发并获得了V型喷射器的专利。V型喷射器安装在几部产品中，与标准的喷油器相比，在相同的缠绕水压力下，其抗拉强度显著提高,水压的可降低幅度在20%左右。

非织造布具有弹性、柔软性和吸收性。Autefa可实现完整系列ADL的制造，提供一个打开、混合和切割的机器。这台机器是专为生产高档薄板和ADL而设计的，要求极高的精度。喷嘴的设计可以防止灰尘的堆积，并确保自动过滤系统中灰尘的捕获。

（摘译自德国AUTEFA公司/马安冬）