據(jù)廣州莊杰防水劑訊，5月各個大學及研究機構(gòu)研究出了不同的紡織黑科技，幾乎被納米材料與3D打印技術(shù)壟斷！

01、東華大學：二維網(wǎng)狀納米纖維材料制備

近年來，二維納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)纖維材料在環(huán)境防護、電子器件、生物工程等領(lǐng)域應用前景廣闊?，F(xiàn)有納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料通常由一維納米纖維材料（直徑 <100nm，如納米管、納米線等）作為構(gòu)筑單元組裝而成，但該構(gòu)筑單元普遍存在連續(xù)性差的問題，導致其聚集體材料面臨結(jié)構(gòu)難以精確調(diào)控、固有納米特性難以保持等局限性，嚴重限制了材料應用性能的大幅提升。

針對上述問題，東華大學紡織科技創(chuàng)新中心俞建勇院士及丁彬教授帶領(lǐng)的納米纖維研究團隊提出了一種將高分子量、低濃度聚合物溶液直接噴射形成二維納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料的新技術(shù)，并將其命名為“靜電噴網(wǎng)”。通過優(yōu)化溶液本體特性，控制泰勒錐尖端荷電流體噴射模式，獲得了高壓電場中均勻懸浮分布的荷電液滴簇，進而通過調(diào)控收集器耦合誘導微電場的分布狀態(tài)，實現(xiàn)了荷電液滴的形變、相變、自組裝的精確調(diào)控，獲得了纖維直徑 10~40nm 的二維納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料（納米蛛網(wǎng)），并成功實現(xiàn)了蛛網(wǎng)制備原料種類的有效拓展，目前已成功制備了 PVDF、PAN、carbon、TiO2等多種有機 / 無機納米蛛網(wǎng)材料。

該工作不僅提出了一種新型的電流體動力加工技術(shù)，制備出了高性能、多功能的二維納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，也為下一代尖端納米纖維材料的設計與開發(fā)提供了指導與借鑒。

 02 、香港理工大學：納米纖維過濾材料阻隔空氣污染

近日，香港理工大學機械工程學系成功研發(fā)一種帶有靜電的納米纖維過濾材料，可以有效阻隔空氣中的污染微粒，以及大部分以空氣傳播的致命病毒，包括流感、非典等。

這種納米纖維過濾材料是由香港理工大學創(chuàng)新產(chǎn)品與科技講座教授梁煥方領(lǐng)導的研究團隊，經(jīng)測試采用聚偏二氟乙烯（PVDF）制成，用電暈放電技術(shù)把靜電加入PVDF 納米纖維，使其能夠在近距離與微粒產(chǎn)生電荷相互作用，從而有效吸附微粒。該帶靜電納米纖維可用于有效釋放蛋白質(zhì)類藥物 ( 如哮喘藥 )，讓病人更易吸入，藥物更容易釋放。

對比已有的帶電荷微纖維或沒有帶電荷的過濾材料，該項新科技突破采用多重靜電隔離層設計，具有更高的過濾效率，其過濾效果比現(xiàn)有帶靜電的口罩高 10%。此外，在透氣度、電荷穩(wěn)定性及耐用程度上，該材料都有更優(yōu)質(zhì)的表現(xiàn)，靜電可維持 3 個月。

梁煥方稱，病毒通常帶有負靜電荷，容易被帶正靜電納米吸附。這種充電納米纖維最適宜在傳染病爆發(fā)及流感時使用，因其獨特的設計能吸附直徑小于 100 納米的污染微粒及病毒，防御效果會很理想。而且，用此技術(shù)生產(chǎn)的口罩和現(xiàn)在市面上的其他口罩價格上也不會有太大差異。

 03、新加坡國立大學：3D 打印纖維素實現(xiàn)高效油水分離

近年來 , 油水分離方案備受科研人員的關(guān)注。油水分離方案可用于海上油污污染問題的治理，工業(yè)含油廢水的處理以及化學工業(yè)產(chǎn)品的分離。其中，網(wǎng)格過濾系統(tǒng)由于其低廉的成本，便捷的操作以及高效的分離效率，成為了界面材料領(lǐng)域的研究熱點。

這種方案關(guān)鍵在于材料表面潤濕性和微納結(jié)構(gòu)的合理搭配。通過表面化學和形貌的控制，可以實現(xiàn)超疏水或者超親水的過濾網(wǎng)膜。然而，目前大多數(shù)研究都集中在金屬網(wǎng)格的表面涂層研究。一旦涂層剝離或者表面粗糙度下降，網(wǎng)膜會喪失高效分離功能。

針對上述存在的問題，新加坡國立大學 Chaobin He課題組， Jun Ding 課題組和新加坡制造技術(shù)研究院共同合作，先利用擠出式 3D 打印技術(shù)打印醋酸纖維素網(wǎng)膜， 再通過水解轉(zhuǎn)換為無定形纖維素，制備出可用于高效油水分離的分離網(wǎng)膜。

通過擠出式 3D 打印技術(shù)可以很好地控制最終產(chǎn)品的形貌和孔徑，從而獲得不同形貌和孔徑的分離網(wǎng)膜。通過控制孔徑的大小，分離網(wǎng)膜的性能（流量和穿透壓力）可以被很好地調(diào)控。此外，打印的分辨率限制還能通過打印不同的離網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)體來得以克服，從而更好地控制分離網(wǎng)膜的性能。

更重要的是，纖維素分離網(wǎng)膜表現(xiàn)出了優(yōu)異的水下自清潔性能。實驗表明，即使網(wǎng)膜在干燥狀態(tài)下被高粘度的油相（如硅油：PDMS）污染，一旦和水接觸，油相會自動脫離其表面，實現(xiàn)自清潔功能。這得益于無定形纖維素優(yōu)異的親水性以及強力的吸水性。它能在水下產(chǎn)生一定溶脹，同時保存一定的機械性能。與之前研究不同的是，本次提出的方法并不依賴材料表面的微納結(jié)構(gòu)，而是利用了纖維素本身的強力親水性能。該研究為用于油水分離的網(wǎng)格過濾系統(tǒng)提供了新的方案思路。

04 、蘭州大學& 俄羅斯人民友誼大學：納米材料催化劑處理染料廢水快速高效

推動污水處理技術(shù)進步的因素不僅包括生物工藝、機械設備的優(yōu)化，還在很大程度上取決于材料化學領(lǐng)域的突破。最近，蘭州大學功能有機分子化學國家重點實驗室教授劉偉生、唐瑜，聯(lián)合俄羅斯人民友誼大學（RUDN）的化學家研發(fā)了一種納米混合催化劑，可以快速去除污水中的頑固有機染料，這種催化劑不需要任何額外的強侵蝕性溶劑。研究成果發(fā)表在“Inorganic Chemistry”上。

他們采用了一種稱為納米金屬有機骨架（NMOF），即 將 納 米 技 術(shù) 引 入 到 金 屬 有 機 骨 架（Metal-Orgainc Frameworks，MOFs）材料中制成的混合納米材料。NMOF如今已經(jīng)是材料科學界的一個熱門研究領(lǐng)域，這種材料除了具備傳統(tǒng) MOF 晶體材料可設計性的優(yōu)點之外，還兼?zhèn)浼{米材料獨特的物理、化學特性，具有優(yōu)異的吸附、傳質(zhì)和催化性能，因此被認為在生物醫(yī)藥、物質(zhì)分離、化學傳感器、磁共振成像等方面都具備潛在的應用價值。

研究員用這種納米材料作催化劑，對含有亞甲藍、剛果紅、甲基橙等有機染料的污水進行實驗，結(jié)果顯示，這種混合納米材料能夠快速去除水中的染料：甲基橙在 1 分鐘左右的時間內(nèi)失活，一種叫羅丹明 6G 的穩(wěn)定熒光染料也在幾分鐘內(nèi)被中和。研究團隊還稱，這種新材料在首次使用之后性能沒有損失，他們認為可能在重復使用超過 5次以上時它的催化效果才會有所削減。

RUDN 化 學 系 的 亞 歷 山 大· 基 列 洛 夫（Alexander Kirillov）博士表示：“我們的研究工作改善了原有材料的功能屬性，將促進新材料在綠色化學領(lǐng)域的應用，希望未來可以獲得去除其他污染物的納米材料。”

05 、清華大學：3D 打印電子纖維和織物成為現(xiàn)實

3D 打印在可穿戴技術(shù)領(lǐng)域的應用受到了廣泛的關(guān)注。之前，蘋果與美國國防部投入資金超過 1.71 億美元合作開發(fā)柔性可穿戴電子傳感器；韓國電氣研究院 2017年也提出了 3D 打印電子微結(jié)構(gòu)的新方法，將有助于構(gòu)建各種元件，特別是可穿戴技術(shù)。

近日，我國清華大學化學系張瑩瑩教授團隊，使用配備自制同軸噴嘴的 3D 打印機直接在紡織品上實現(xiàn)了纖維的印刷，并使用兩種墨水制作了第一批 3D 打印電子紡織品，這是一種基于碳納米管的導電解決方案，用于構(gòu)建纖維的導電芯和絕緣護套。

這種方法不同于將電子元件（例如 LED 光纖）手工縫制到織物上的方式，其過程是勞動密集且耗時的。使用 3D 打印機的優(yōu)勢在于它可以在一個步驟中為織物構(gòu)建多種功能。該方法不僅便宜還易于擴展，因為噴嘴與現(xiàn)有的 3D 打印機兼容，不過也有其局限性，即可打印的分辨率受限于 3D 打印機的機械運動精度和噴嘴的尺寸。

項目組希望通過這項工作能夠激勵其他人建造不同類型的 3D 打印機噴嘴，這些噴嘴可以生成具有豐富成分和結(jié)構(gòu)多樣性的設計，甚至可以集成多個同軸噴嘴，實現(xiàn)一步生成多功能的電子紡織品。長期目標是實現(xiàn)具有前所未有的靈活性，用于可穿戴的混合材料和電子產(chǎn)品的開發(fā)，同時用于開發(fā)具有集成功能的智能可穿戴系統(tǒng)的實際生產(chǎn)的新技術(shù)，例如傳感器、驅(qū)動器、通信器材等。

06、天津大學：納米雜化水凝膠變身速黏“創(chuàng)可貼”

黏附水凝膠不僅可以用作傷口敷料，修復破損的組織，也可以用來止血以及制備人造電子皮膚。目前，科研人員通過模仿貽貝、藤壺以及沙堡蠕蟲等海洋生物分泌的黏附膠，制備了一系列新型的能夠黏附多種基質(zhì)的水凝膠，這些水凝膠中起到黏附作用的基團為鄰苯二酚，其通過與黏附基質(zhì)之間形成氫鍵、離子絡合以及 π-π 共軛等作用實現(xiàn)黏附。但是鄰苯二酚基團易被氧化，但對使用環(huán)境要求苛刻，應用受到了限制。

基于上述背景，天津大學劉文廣教授課題組設計了一種有機—無機雜化的納米復合黏附水凝膠。將氨基酸的衍生物 — N- 丙烯酰 -2- 氨基乙酸（ACG）與納米生物活性玻璃（BG）進行復合，通過紫外光引發(fā)可快速地制備出具有黏附作用的高強 PACG-BG 水凝膠。該水凝膠的黏附強度隨著體系內(nèi)BG含量的變化而改變，通過調(diào)節(jié)BG含量，可以使水凝膠的表面黏附能和內(nèi)聚能達到平衡，進而調(diào)控水凝膠的黏附強度使其達到最佳，其對陶瓷、鐵片和豬皮的黏附強度可分別達 125、142 和 120kPa。

所制備的納米雜化水凝膠具有良好的黏附強度、優(yōu)良的力學性能、室溫快速自修復性能及生物相容性。將該水凝膠用于體外模擬胃穿孔的修復，結(jié)果顯示，水凝膠可以完好地將兔胃的破洞密封，并且倒置時不會發(fā)生模擬胃液的泄漏。將修補好的兔胃在潮濕的環(huán)境中放置 3 天，水凝膠依然很好地黏附在破洞處，未發(fā)生液體的泄漏。該水凝膠可隨身攜帶，即開即用，即使干燥后復水，仍能恢復黏附性能，有望成為緊急情況自救用的“創(chuàng)可貼”。

07、便于水面作戰(zhàn)穿著的防彈救生衣

在各種水域巡邏稽查的軍警若有一件入水不沉、槍打不透的“寶衣”自然有助其更有效地完成任務。為實現(xiàn)這個愿望，俄羅斯研究人員最新研制出一種輕便防彈救生衣。

據(jù)俄羅斯《貝加爾日報》報道，按照俄聯(lián)邦國民近衛(wèi)軍水面部隊的要求，位于莫斯科州的加固復合高強度材料中心制作出了這種使人既能水上漂又可短暫潛水、防步槍射擊的防護服，并將其命名為“兩棲”。“兩棲”防彈衣主體部分是一件前胸、后背及兩肋均有護甲的馬甲。依據(jù)防護級別不同，護甲的材質(zhì)種類包括混有加固材料的超高分子聚乙烯、鋼材和陶瓷。這些護甲外添加了一層“負責”漂浮的襯板，其材質(zhì)按任務要求不同分為兩種，一種是混有聚丙烯的芳族聚酰胺材料，另一種則是帶有封閉微孔的泡沫聚乙烯與超高分子聚乙烯的合成物。

研發(fā)專家介紹，與其他國家同類產(chǎn)品相比，“兩棲”防彈衣更加輕便且便于水面作戰(zhàn)。俄國民近衛(wèi)軍目前正在黑海和貝加爾湖某水域模擬實戰(zhàn)測試這款防彈衣，測試結(jié)果將決定該產(chǎn)品的應用前景。

08 、可在水中進行呼吸的 3D 打印服裝

近日，英國科學家 Jun Kamei 提出了一個有趣的解決方案 amphibio( 兩棲動物 )，這是一種 3D 打印服裝，由柔軟的面罩和身體周圍的“鰓”組成，取代了笨重的潛水服和氧氣瓶，讓穿著者直接從液體環(huán)境中過濾出氧氣從而進行呼吸。

據(jù)悉，amphibio 凹凸不平的外形是根據(jù)魚鰓的形狀設計的。而功能上，amphibio 的靈感則來源于能在水里呼吸的昆蟲。在水下，它們的身體和水之間會形成一層氧氣隔層，在保持干燥的同時，也給了呼吸系統(tǒng)充分的時間過濾水中的氧氣。

09 、能實現(xiàn)自修復的 3D 打印橡膠材料

美國南加州大學維特比工程學院的研究人員開發(fā)出一種 3D 打印橡膠材料，如果它破裂或被刺破，可以自行修復。這種材料可以改變鞋子、輪胎、軟機器人甚至電子等行業(yè)的產(chǎn)品制造模式，縮短制造時間，同時提高產(chǎn)品的耐用性和使用壽命。

該材料使用 3D 打印方法制造，該方法應用光聚合原理，通過光來固化所需形狀或幾何形狀的液體樹脂。通過與稱為硫醇的某些化學基團的反應實現(xiàn)光聚合。當使用光聚合進行測試時，科學家們在短短 5 秒鐘內(nèi)就能夠打印出 17.5 平方毫米的方塊，在大約 20 分鐘內(nèi)完成整個物體的打印，并可以在幾個小時內(nèi)修復。在他們的研究中，展示了材料在一系列產(chǎn)品上的應用性，包括鞋墊、軟機器人、多相復合材料和電子傳感器。

該團隊正在努力開發(fā)不同的自密封材料，從現(xiàn)有的軟橡膠到剛性硬塑料等各種強度的材料，可用于車輛部件，復合材料和防彈衣。

10、回收材料制作的新款包袋

以回收利用卡車篷布制作包袋為名的瑞士配飾品牌Freitag，最近推出了用新材料制作的包袋。

自品牌創(chuàng)立 25 年以來，Freitag 的產(chǎn)品一直以回收一種表面防水的卡車篷布為主要材料。盡管品牌使用另外一種環(huán)?？山到獠剂嫌糜谄浞b系列，但對于包袋，卡車篷布一直是絕對的主角。這種極具識別性的卡車篷布有不少優(yōu)點——環(huán)保、耐磨、防水以及獨一無二的印花，但在柔韌性、重量和透氣度上有局限性。而 Freitag 新發(fā)布的“ToP”系列則試圖解決這一問題。

近期，Freitag 發(fā)布了新系列“ToP”的第一款包 F610 CINNAMON，以及其他三款 F600 CARTER、F640 ROLLIN、F645 PHELPS。這些包款除了繼續(xù)使用回收卡車篷布外，還結(jié)合了柔韌輕巧、由 100% 可循環(huán)使用的聚酯瓶回收加工而成的紡織材料。

“ToP”是“Tarp on PET”的縮寫，“Tarp”指的是卡車篷布，PET 則是用來制作礦泉水瓶的塑料。新材料的出現(xiàn)，一方面增加了 Freitag 包袋設計上的靈活性，另一方面也讓品牌在環(huán)保上更進一步。新材料使用的是廢棄的礦泉水瓶和飲料瓶，這符合 Freitag 一貫的“Upcycle”（即把廢棄品經(jīng)回收再造后，使其增值成為新的材料或產(chǎn)品的過程）理念。

目前廣州莊杰化工專注研發(fā)和生產(chǎn)紡織防水防油劑、無氟防水劑、三抗整理劑，致力于為客戶提供各類難題和痛點，可免費提供技術(shù)支持，解決方案和小樣打版，歡迎來電咨詢：400-888-6775