新型纤维材料---蜘蛛丝

新型纤维材料——蜘蛛丝

蜘蛛是地球上最古老的物种之一，是自然界的神奇动物，经历了几百万年漫长的进化，蜘蛛已能够适应地球上几乎所有环境而生存下来，其最大的臂助正是本身独特的纺丝能力和令人惊讶的蛛丝性能。蜘蛛是自然界产丝和用丝的“专家”，它们一生都离不开丝。蜘蛛生产性能最优异的丝线，并用这种丝线织成蛛丝网，用以捕获猎物，赖以生存，繁衍后代。蜘蛛，属节肢动物门蛛形纲蛛形目，种类繁多，会吐丝结网的大约有2万多种，按吐出丝种类的多少分为古蛛亚目、原蛛亚目和新蛛亚目。

科学家们早就注意到蜘蛛丝非同一般的性能并将它利用了起来。早在1709年就出现了人类利用蜘蛛丝的记载，而且在第二次世界大战时，蜘蛛丝曾被广泛用作显微镜、望远镜、枪炮的瞄准系统等光学装置的十字准线。进入20世纪80年代,蜘蛛丝，尤其是牵引丝，以高强度、高弹性、高断裂功、低密度、良好的耐温及耐紫外线性能、良好的生物相容性等优异性能引起了各国材料、生物和化学等众多领域研究人员的极大兴趣。科技的进步，亦使得破解蜘蛛丝的生物奥秘成为了可能。1996年，美国Science杂志连载3篇文章，揭示了蜘蛛丝性质与结构的关系以及蜘蛛丝的奥秘，近几年，又连续发表了10多篇关于蜘蛛丝研究的文章。美国、瑞士、加拿大、日本、德国、丹麦等国的一些实验室先后对蜘蛛丝做了深入的研究,在利用基因和蛋白质测定技术解开蜘蛛丝奥妙的同时,在蜘蛛丝人工生产方面也取得了突破性进展。

蜘蛛丝的结构性能与用途

蜘蛛丝能大量吸收动能，同时具有高弹性形变，究其原因，在于其奇妙的分子结构。蜘蛛丝的化学本质为蛋白质，蛛丝蛋白的复杂氨基酸序列和空间结构赋予了外显的性能。蜘蛛丝中分子排列是一种介于晶区与非晶区的中间相的存在。结晶区主要为聚丙氨酸链段，构象为β- 折叠链，分子链或链段沿着纤维轴线的方向呈反平行排列，相互间以氢键结合，形成折曲的栅片，栅片间距离是变化的，在0.93～1.57nm之间。非结晶区由甘氨酸、丙氨酸以外的大侧基氨基酸组成，分子多呈α- 螺旋状结构。由丙氨酸组成的β-折叠（硬段）和富含脯氨酸的α－螺旋（软段），及其紧密堆砌的二级结构使之成为一种半结晶状态的分子弹簧结构，从而赋予蛛丝很好的抗张强度和韧性。蜘蛛拖丝抗拉力5×109Pa，断裂伸长率35％～50％，能大量吸收物体的高动能，其优越性能是包括蚕丝在内的天然纤维和合成纤维不能比拟的。

蜘蛛丝有良好的耐高温、低温性能。据报导,蜘蛛丝在300℃以上才变黄，开始分解；在零下40 ℃时仍有弹性,只有在更低的温度下才变硬。在需要高温、低温使用的场合下蛛丝纤维的优点特别显著。

蜘蛛丝的主要成分是蛋白质，目前尚未发现人体对蜘蛛丝所含的蛋白质有任何排异反应,另外蛛丝蛋白具有自装配行为，在器官移植和组织修复时可用来介导细胞和组织，或者它们相互之间的连接，以促进器官组织的复原。

由于蜘蛛丝本身的特性,决定了在纺织、医疗、军事等领域有着广泛的应用。

医疗卫生

蜘蛛丝主要成分是蛋白质，人们目前尚未发现人体对蜘蛛丝所含的蛋白质有任何排异反应,这正是蜘蛛丝应用在医学上最大的优点。又鉴于蜘蛛丝极轻、韧性好、强度大等现有材料不可比拟的优点,科学家认为用它可以生产人工关节韧带、人工肌腱、人造血管等组织，同时还可以做组织修复、用于眼外科和神经外科手术等特细和超特细生物可降解的外科手术缝合线及生物大分子的固定材料。

蜘蛛丝膜具有很好的透明性、生物可降解性和水－空气界面的通透性。与胶原蛋白和弹性蛋白相似，丝蛋白具有自装配性质，通过二级结构调节以提供机械支撑；与聚酯比较，丝的柔韧性和弹性使其经的起重压和疲劳。丝蛋白生物相容性好，与胶原起同样的细胞黏附、

扩展、分化和生长作用。丝基质还有机械诱导作用，通过调整丝基质的硬度，提供控制基质的最终机械特性来模仿天然机体组织的机械特性和支持宿主组织内生长，蛛丝蛋白是组织工程支架材料的有力竞争者。

军事领域

蜘蛛丝强度大、弹性好、柔软、质轻等优良性能,尤其是具有吸收巨大能量的能力,非常适合防弹衣的制造,它可以阻挡子弹的侵入,使弹头或弹片击入人体内的危险降到最低程度。可用来制成坦克、飞机、雷达、卫星以及军事建筑物的理想的防护罩；用于制成质量小、抗风性能好、坚固耐用的降落伞。据报道,未来可能制成的高性能人工蜘蛛丝“蜘蛛网”,甚至可以拦截F －6 战斗机。在航空航天方面, 可用作航天结构材料和织造航天服等。蜘蛛丝的高吸能功能是以大变形为前提的，如果将蜘蛛丝用作防弹衣，弹丸对人体的贯穿性损伤和非贯穿性损伤均无法防御，因此要将蜘蛛丝应用于弹道防护产品，至少应与其他高强高模纤维合理搭配，形成合理结构。美国陆军和麻省理工学院正在研究用蜘蛛丝制造一种全新的军装,这种军装不仅能成为士兵的防弹装甲,还可以自动适应不同温度环境,甚至能为生病或受伤的士兵起到一定的医疗作用。

蜘蛛丝的强度非常高,在拉断之前可以极大地延伸,因此是制造高强度纳米导线的理想材料。研究还发现,用紫外激光脉冲能够均匀地缩减蜘蛛丝的直径,经几次缩减后,可把3～5μm 直径的蜘蛛丝缩减到100nm 左右,且不会降低蜘蛛丝的强度。曾有德国某研究员将一种蜘蛛丝的直径减少到原来的二十分之一,将细蜘蛛丝缠在极细的导电金属丝上,可以得到强度极高的“纳米”导线。用这种蜘蛛的丝制成的导线,不像目前的纳米导线那样脆弱,可以在任何地方使用。专家认为，用蜘蛛丝制成的超细导线可能将会引起微型电子器件制造的一场革命。

高强度材料

蜘蛛丝可用于结构材料、复合材料和宇航员装等高强度材料。用蜘蛛丝编织成具有一定厚度的材料进行实验,可发现其强度比同样厚度的钢材高9倍,弹性比具有弹性的其它材料高2倍。因此,对蜘蛛丝进行进一步加工,可用于织造车轮外胎、高强度的渔网。还可用于制造车轮的外胎、光学仪器的十字划线等等。

蜘蛛丝的开发生产

蜘蛛的产丝量小,提取工艺复杂,且同类相食,无法高密度养殖以获取蜘蛛丝。随着科学技术的发展,开发生产蜘蛛丝已成为可能。人们在获取蜘蛛丝蛋白基因后,利用已清楚的氨基酸重复序列信息,人工合成其类似DNA片段,通过微生物、动物、植物等途径表达蜘蛛丝蛋白后进行溶液纺丝,以获取蜘蛛丝纤维。

微生物途径

将蜘蛛基因转入微生物中,通过微生物的分裂繁殖来达到生产具有蜘蛛丝特性的纤维,该方法成本低,生产效率高。如将产丝的蜘蛛基因植入细菌中,产丝基因演变成独立的细菌,进行几百万次繁殖生产出丝。这种细菌的出现,不但降低了产丝的成本,而且还会提高丝的质量。

动物途径

在某些哺乳动物如山羊、奶牛等动物体内注入蜘蛛基因之后,从所产的乳液中可提取一种特殊的蛋白质,这种含有蜘蛛丝基因的蛋白质可用来生产蜘蛛丝纤维。

加拿大研究人员发现山羊乳液中所含的奶蛋白同蜘蛛的丝蛋白生成模式是一样的,利用转基因技术,把蜘蛛丝牵引丝基因转移到山羊乳腺细胞中,从山羊的乳液提取出类似蜘蛛丝的可溶性蛋白,生产高性能蛋白纤维,开发出新一代动物纤维材料,实验证明这种新的轻型纤维材料强度比钢材更高,而弹性十分好。美国科学家利用转基因法,将一种称为?黑寡妇#蜘蛛的蛋白质注入奶牛的胎盘内进行特殊培育,这些奶牛所产的牛奶中就含有蜘蛛丝基因。

植物途径

将蜘蛛丝基因移植入植物,培育出能够产生丝蛋白的转基因植物。该方法是将蜘蛛体内

丝蛋白基因注入土豆和烟草等植物中,以使这些植物在它们的组织中制造大量的丝蛋白,通过植物大面积的种植,获取丝蛋白。提取这类植物中的类似于蜘蛛丝蛋白的蛋白质,用作纺纱的原料。用所得到的植物蛋白质进行纺丝,这种丝可制织具有超强韧性的工程材料及能自行分解的化学织物,减少了对环境的污染,成本可能还要低廉。因此成功地培育出能够生产丝蛋白的转基因植物,将为大量制取丝蛋白开辟新途径。

“蚕吐丝”途径

利用转基因技术,将蜘蛛牵引丝部分的基因通过电穿孔的方法注入蚕卵中,在家蚕的基因重链中就产生部分蜘蛛牵引丝的基因。从而使蚕丝的易折皱变形、弹性小等性能得到改进。中科院上海生命科学研究院用转基因方法,在国际上首次实现了绿色荧光蛋白与蜘蛛丝融合基因在家蚕丝基因中的插入,并获得了荧光茧-----一种高级的绿色环保材料。

蜘蛛丝弹性好、柔软,穿着舒适,是很好的纺织纤维。利用基因技术将绿色荧光蛋白质与丝蛋白质分子相融合生产出荧光丝,与普通丝交织制成织物如服装、围巾、帽子,在紫色、蓝色灯光下发出荧光图案,将会成为全球时装展示会上最时尚的纺织面料。

蜘蛛丝的利用价值很高，但也存在一定的缺点。蜘蛛不能像养蚕那样能够进行商业养殖，其地域性和进攻性使其不能进行广泛的养殖；并且蜘蛛吐出的丝并不是像蚕那样形成茧丝，而是蜘蛛“网”丝，也就是所谓的“拖丝”或“网络丝”。

发展趋势及市场前景

随着基因工程技术的迅猛发展，用生物技术生产的丝分子将制备出具有设计性质的新材料。将来，由重组生产的仿蜘蛛丝蛋白质，由于具有与其他纤维材料无法比拟的性能特性，尤其是作为生物材料的应用，具有十分诱人的前景。

仿生学应用综述

仿生学应用综述 仿生学是一门既古老又年轻的学科。人们研究生物体结构与功能的工作原理，并根据这些原理发明出新的设备和工具，创造出适用于生产，学习和生活的先进技术。某些生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受（感觉功能）、信息传递（神经功能）、自动控制系统等，这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。 仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。 仿生学在很多方面都有应用，对当今的科学技术发展提供了源源不断的动力。以下就是一些精彩的案例。 我们学校以纺织专业著称，而一种好的纺织材料是大家都追求的。在这方面，科学家也进行过研究。比如， 蜘蛛丝仿生材料概述及应用 采用仿生学原理, 设计、合成并制备新型仿生材料是近年来快速发展的研究领域.天然蜘蛛丝是一种生物蛋白弹性体纤维, 具有高比强度(约为钢铁的5倍)、优异弹性(约为芳纶的10倍)和坚韧性(断裂能为所有纤维中最高), 为自然界产生最好的结构和功能材料之一, 它在航空航天、军事、建筑及医学等领域表 现出广阔应用前景.受自然界蜘蛛丝启发, 天然蜘蛛丝仿生材料 的研究迎来了机遇, 同时也给人们展示了许多新颖的仿生设计

方法。1.材料学院无机非1302班武艳琪1310220226。 生活中一些微不足道的事物也会成为仿生学的应用。比如小小的苍蝇。苍蝇为人类做出了的伟大的贡献。令人讨厌的苍蝇，与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及，但仿生学却把它们紧密地联系起来了。苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”，凡是腥臭污秽的地方，都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏，远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”，它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来，苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通，内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”，这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲，送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同，就可区别出不同气味的物质。因此，苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。仿生学家由此得到启发，根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能，仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属，而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上，将引导出来的神经电信号经电子线路放大后，送给分析器；分析器一经发现气味物质的信号，便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。这种小型气体分析仪，也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理，还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。另外苍蝇的楫翅（又叫平衡棒）是个“天然导航仪”，人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上，实现了自动驾驶2. 39

新型纺织材料

新型纺织材料 纺织材料分化纤纺织材料和天然纺织材料。 一、新型化纤纺织材料 1．天丝纤维：它是采用天然木浆，将木浆溶解在氧化铵溶剂中直接纺丝，完全在物理作用下完成的。氧化铵溶剂可循环使用，回收率达99％以上，无毒、无污染，是一种新型纤维素溶剂。天丝纤维除具有天然纤维和粘胶纤维的性能外，还具有强力高，悬垂性好等特点。通过纯纺、混纺、交织的产品具有质感高雅、透气透湿、光泽柔和的风格，被广泛用作高级时装面料。由于其在生产过程中无毒性物质排放，天丝产品使用后可生化溶解，不会对环境造成污染，故有“绿色”纤维之称。 2．海岛纤维：海岛纤维属超细旦家族一员。海岛型丝是利用复合纺丝技术生产出的超细或超极细纤维，用海岛型超细纤维和高收缩原丝复合成的纤维，由于其表面的超细纤维效应被最大化，可以更好地表现人造皮革的效果。用海岛丝生产的魔皮绒柔软度高、弹性好、抗菌防霉、透气性强，是一种抗皱性能优良的防真皮面料，适用于男女上衣、风衣、马夹、女裙等服装；同时可制作箱包、鞋、窗帘、沙发布、汽车套等；用麂皮绒做拭净布，可擦拭飞机、精密仪器、计算机、玻璃制品等。 3．莫代尔纤维：莫代尔纤维是由毛樟木浆粕制成。浆粕的产生和纤维的生产是在对环境无污染的情况下进行的，是一种高强力、高

湿系数的纤维素纤维。其优点是将天然纤维的质感与人造纤维的实用性合二为一，具有棉的柔软、丝的光泽、麻的滑爽，而且吸水透气性都优于棉，同时可在传统的染整设备上进行加工。具有较高的上染率。制成的布料悬垂性、尺寸稳定性好，经多次水洗后仍能保持鲜艳色彩，主要作为高档时装面料。莫代尔纤维取之于大自然，而后又可通过自然界的生物降解回归大自然，充分体现了它绿色环保再生的特性。 4．醋酸纤维：主要原料是天然木浆粕，经萃取净化后的纤维素制成的，是一种半合成纤维。其特性既体现天然纤维的风格，又具有合成纤维的功能，尺寸稳定性好，具有蚕丝般的光泽、凉爽感和悬垂性。同时它和其他纤维具有良好的柔和性，可与天然纤维、合成纤维进行混纺、交织，产生出变化多样的面料，如醋酸／涤、醋酸／粘、醋酸／棉、醋酸／绢丝的混纺织物。在女装市场上，醋酸纤维一向因其干爽、柔顺的触感，在流行成衣中占有一席之地，特别是在晚装设计上尤其出众。采用弹性纤维加上醋酸纤维制成的无缝胸罩，以简单的素面罩杯搭配外衣穿着成为一种时尚。醋酸纤维是属于一种符合消费者对纺织品严格要求的高级纤维。 5．大豆蛋白纤维：以往只能用作饲养和肥料的大豆豆粉，如今可以用来纺纱织布。被称为“人造羊绒”的大豆蛋白纤维，是目前唯一由我国自主开发并在国际上率先取得工业化试验成功的纤维材料。大豆蛋白纤维是从豆粕中提取植物蛋白质形成的纤维，属可再生性植物蛋白纤维。大豆蛋白纤维不仅具有单丝细度细、比重轻、强伸度高、耐酸耐碱性好等特点，而且具有羊绒般的手感和保暖性。大豆纤维纯

新型纤维材料---蜘蛛丝

新型纤维材料——蜘蛛丝 蜘蛛是地球上最古老的物种之一，是自然界的神奇动物，经历了几百万年漫长的进化，蜘蛛已能够适应地球上几乎所有环境而生存下来，其最大的臂助正是本身独特的纺丝能力和令人惊讶的蛛丝性能。蜘蛛是自然界产丝和用丝的“专家”，它们一生都离不开丝。蜘蛛生产性能最优异的丝线，并用这种丝线织成蛛丝网，用以捕获猎物，赖以生存，繁衍后代。蜘蛛，属节肢动物门蛛形纲蛛形目，种类繁多，会吐丝结网的大约有2万多种，按吐出丝种类的多少分为古蛛亚目、原蛛亚目和新蛛亚目。 科学家们早就注意到蜘蛛丝非同一般的性能并将它利用了起来。早在1709年就出现了人类利用蜘蛛丝的记载，而且在第二次世界大战时，蜘蛛丝曾被广泛用作显微镜、望远镜、枪炮的瞄准系统等光学装置的十字准线。进入20世纪80年代,蜘蛛丝，尤其是牵引丝，以高强度、高弹性、高断裂功、低密度、良好的耐温及耐紫外线性能、良好的生物相容性等优异性能引起了各国材料、生物和化学等众多领域研究人员的极大兴趣。科技的进步，亦使得破解蜘蛛丝的生物奥秘成为了可能。1996年，美国Science杂志连载3篇文章，揭示了蜘蛛丝性质与结构的关系以及蜘蛛丝的奥秘，近几年，又连续发表了10多篇关于蜘蛛丝研究的文章。美国、瑞士、加拿大、日本、德国、丹麦等国的一些实验室先后对蜘蛛丝做了深入的研究,在利用基因和蛋白质测定技术解开蜘蛛丝奥妙的同时,在蜘蛛丝人工生产方面也取得了突破性进展。 蜘蛛丝的结构性能与用途 蜘蛛丝能大量吸收动能，同时具有高弹性形变，究其原因，在于其奇妙的分子结构。蜘蛛丝的化学本质为蛋白质，蛛丝蛋白的复杂氨基酸序列和空间结构赋予了外显的性能。蜘蛛丝中分子排列是一种介于晶区与非晶区的中间相的存在。结晶区主要为聚丙氨酸链段，构象为β- 折叠链，分子链或链段沿着纤维轴线的方向呈反平行排列，相互间以氢键结合，形成折曲的栅片，栅片间距离是变化的，在0.93～1.57nm之间。非结晶区由甘氨酸、丙氨酸以外的大侧基氨基酸组成，分子多呈α- 螺旋状结构。由丙氨酸组成的β-折叠（硬段）和富含脯氨酸的α－螺旋（软段），及其紧密堆砌的二级结构使之成为一种半结晶状态的分子弹簧结构，从而赋予蛛丝很好的抗张强度和韧性。蜘蛛拖丝抗拉力5×109Pa，断裂伸长率35％～50％，能大量吸收物体的高动能，其优越性能是包括蚕丝在内的天然纤维和合成纤维不能比拟的。 蜘蛛丝有良好的耐高温、低温性能。据报导,蜘蛛丝在300℃以上才变黄，开始分解；在零下40 ℃时仍有弹性,只有在更低的温度下才变硬。在需要高温、低温使用的场合下蛛丝纤维的优点特别显著。 蜘蛛丝的主要成分是蛋白质，目前尚未发现人体对蜘蛛丝所含的蛋白质有任何排异反应,另外蛛丝蛋白具有自装配行为，在器官移植和组织修复时可用来介导细胞和组织，或者它们相互之间的连接，以促进器官组织的复原。 由于蜘蛛丝本身的特性,决定了在纺织、医疗、军事等领域有着广泛的应用。 医疗卫生 蜘蛛丝主要成分是蛋白质，人们目前尚未发现人体对蜘蛛丝所含的蛋白质有任何排异反应,这正是蜘蛛丝应用在医学上最大的优点。又鉴于蜘蛛丝极轻、韧性好、强度大等现有材料不可比拟的优点,科学家认为用它可以生产人工关节韧带、人工肌腱、人造血管等组织，同时还可以做组织修复、用于眼外科和神经外科手术等特细和超特细生物可降解的外科手术缝合线及生物大分子的固定材料。 蜘蛛丝膜具有很好的透明性、生物可降解性和水－空气界面的通透性。与胶原蛋白和弹性蛋白相似，丝蛋白具有自装配性质，通过二级结构调节以提供机械支撑；与聚酯比较，丝的柔韧性和弹性使其经的起重压和疲劳。丝蛋白生物相容性好，与胶原起同样的细胞黏附、

新型纤维综述

新型纤维综述 一、常规纺织纤维的类别和特征（举例） 1.植物纤维：棉、麻 棉：吸湿性好，穿着舒适，光泽较暗，手感柔软，风格朴实，耐用耐洗，物美价廉，易折皱，服装保形性欠佳，耐碱不耐酸。 麻：吸湿散湿性好，干爽利汗，风格粗犷，有光泽，粗硬，弹性差，易折皱。耐碱不耐酸。 2.动物纤维：羊毛、蚕丝 羊毛：吸湿性强，手感丰满柔软，光泽柔和莹润，因表面有鳞片具有独特的缩绒性，保暖性能好，干燥时抗皱弹性好，湿态易皱，易虫蛀，耐酸不耐碱。 蚕丝：吸湿透气，舒适性极佳，滑爽柔软，光泽优雅悦目，风格高雅华丽，变形时弹性好，悬垂性好，湿态易皱，不耐汗，耐光性差，多晒会泛黄变脆，耐酸强于耐碱。 3.人造纤维：粘胶 粘胶：吸湿性好，穿着舒适，光滑明亮，柔软，悬垂性好，易皱，水洗易变形，缩水严重，湿强低，耐碱不耐酸。 4.化学纤维：锦纶、涤纶、腈纶 锦纶：耐用性，弹性好 涤纶：洗可穿的佼佼者 腈纶：最不怕光的合成羊毛 共性：强度高，不易起皱，悬垂性好，服装保形性好，易洗快干，不缩水，不霉不蛀，热定型性能好，可形成稳定造型，吸湿性差，易产生静电，易起毛起球。 二、新型纤维的种类和特性（举例） 1.天然纤维：（竹纤维）植物纤维、（蜘蛛丝）动物纤维、（银纤维）金属纤维及其他 竹纤维：竹原纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能。竹再生纤维素纤维不具抗菌功能。 用途：竹纤维纱线用于服装面料、凉席、床单、窗帘、围巾等，如采用与维纶混纺的方法可生产轻薄服装面料。与棉、毛、麻、绢及化学纤维进行混纺，用于机织或针织，生产各种规格的机织面料和针织面料。机织面料可用于制作窗帘、夹克衫、衬衫、床单和毛巾等。针织面料适宜制作内衣、汗衫、T恤衫、袜子等。竹原纤维含量30%以下的竹棉混纺纱线更适合于内裤、袜子，还可用于医疗护理用品。 蜘蛛丝：高强度，高弹性，高断裂功，低密度，有良好的耐温及耐紫外线性能，有良好的生物相容性，理化性质优，每根蜘蛛丝的抗拉强度是钢材的五倍，弹性也比人造纤维好，开发前景广阔。

新型仿生材1

新型仿生材料 1.引言 仿生材料学以阐明生物体材料结构与形成过程为目标,用生物材料的观点来思考人工材料,从生物功能的角度来考虑材料的设计与制作。仿生材料的当前研究热点包括贝壳仿生材料、蜘蛛丝仿生材料、骨骼仿生材料、纳米仿生材料等,它们具有各自特殊的微结构特征、组装方式及生物力学特性。仿生材料正向着复合化、智能化、能动化、环境化的趋势发展,给材料的制备及应用带来革命性进步。 在自然界，通过二氧化碳、水和阳光周而复始地合天然材料，这些天然材料具有优良的性能，废弃物可以靠微生物降解，参加自然界生态大循环；同时生物界奇妙的遗传技术将材料的特性一代一代地传递下去。因此，如何运用生物技术来合成高分子材料得到广大科学工作者的关注，他们不断致力于该领域的研究，并且取得了重大的进展。世界最大的合成纤维制造商美国杜邦公司已经将发展重点转移到生物科技上，推出了三道曙光计划，并称生物科技将巩固杜邦公司作为世界领先科学公司的地位。杜邦公司经过在这一领域20年的不懈努力，发现采用生物科技合成高分子材料比传统方法更安全、更环保，成本也更低廉。本文主要介绍蜘蛛丝、聚乳酸纤维以及生物医用材料的研究情况。 （一） 蜘蛛丝的研究数百万年来，蜘蛛制造着最细的丝。这种蛋白质蜘蛛丝是人们所知道的强度最高的纤维，并且具有优异的弹性，其特性很像高强度合成纤维芳纶1414和弹性纤维氨纶。就强度而论，蜘蛛丝甚至优于高性能的Kevlar 纤维，虽然两种纤维都有类似的高强度水平，但Kevlar纤维在断裂之前仅能延伸其原长的4%，而蜘蛛丝的断裂伸长可达30%。蜘蛛丝的特殊品质引起了科学工作者的兴趣。 美国杜邦公司在该领域进行了多年的研究。他们提出获得这种新结构材料的基础是要有能力从分子层面开始控制材料构架的所有方面，切实可行的方法是重组DNA技术，即使用生物合成过程的能量来控制聚合的顺序和链的长度。他们收集所有数据，通过计算机模拟技术设计出一种分子模型，并将迄今所得到的有关这种纤维的结构信息全部集成进去，他们还设计了合成基因为这种丝蛋白的复制品编码。这些基因被植入酵母和细菌，蛋白质的复制品由此产生。他们采用的方法是把细菌打开，分离出蛋白质微滴，并把它作为起始材料。而在采用酵母的过程中，可以设计基因系统，使酵母能在其体外生成蛋白质。不管采用哪种方法，细菌和酵母都制出了类似的蛋白质，其结构等同于蜘蛛用来拉出网丝的蛋白质，蜘蛛是将这种蛋白质溶解在一种水基溶剂中，然后一步到位地将它纺成坚固的纤维。研究人员把这种蛋白质溶解于一种化学溶剂中，溶液通过湿法成型由小孔挤出，纺出了坚固的纤维。

新型纤维的种类及特点

新型纤维的种类及特点 当今社会飞速发展和科学技术的进步，以及人们生活水平的提高和社会物质的不断丰富，人们从单纯的追求外观、审美要求向穿着舒适性转化，原来的普通合成纤维已经不适应人们穿着舒适的要求。因此，新型合成纤维应运而生并蓬勃发展。 目前处在信息纺织、新原料纺织时代，新原料从质量、品种、功能、性能等方面开发新品引导潮流。根据服装面料要求舒适、健康、安全的总体趋势，关注服装面料的创新开发，要从研究新纤维的应用开始。目前，服装面料的织物纤维品种已不局限于棉、麻、丝及人棉纤维，开发出很多纺织新材料，有高湿模量的莫代尔和丽赛纤维、天丝、竹纤维、大豆蛋白纤维、聚乳酸（玉米）纤维、超细纤维、PTT纤维、吸湿排汗纤维和保暖纤维等。 一、莫代尔纤维 莫代尔纤维是高湿模量的纤维素再生纤维，原料采用欧洲的榉木，先将其制成木浆，再纺丝加工成纤维。因该产品原料全部为天然材料，是100%的天然纤维，对人体无害，并能够自然分解，对环境无害。柔软、顺滑、有丝质感和真丝一般的光泽，穿着舒适，频繁水洗后依然柔顺，有极好的吸湿性和透气性，富有亮丽的色彩。由于其杰出的透气性和易打理的特性，在女士外套，内衣，运动服装和家用纺织品中的应用越来越广泛。 二、丽赛纤维 丽赛纤维被业界称之为“植物羊绒”，是具有优异综合性能的植物纤维素纤维。由日本东洋纺专有技术及原料体系生产，它的生产原料来源于日本进口的天然针叶树精制专用木浆。在纺丝过程中，因为纺丝溶液粘度高，含酸量低，牵伸速度、固化速度慢，所以纤维分子是从内向外固化，分子内部结构整齐，取向度、结晶度高。 该纤维从根本上克服了粘胶纤维的缺点，秉承了该系列纤维的所有优点，实现了其它高湿模量纤维素纤维所不能突破的优良性能；具有较强的耐碱性，与棉混纺时，可做丝光整理，使混纺织物更具有特色；该纤维具有很高的湿强度，其优越的高湿模量使生产与服用更理想；该纤维良好的千伸与湿伸性能，便所有的织物具有良好的尺寸稳定性；光滑的圆形横截面和全芯结构使纤维光泽好，极富弹性，悬垂性和滑爽感；高吸湿度和千燥度，使该纤维的织物具有良好的舒适感和身体亲和性，是一种全新的绿色亲肤纤维；该纤维属于天然植物纤维，其废弃物可自然降解，安全环保。 三、天丝 天丝是一种纤维素纤维，采用溶剂纺丝技术，干强略低于涤纶，但明显高于一般的粘胶纤维，湿强比粘胶有明显的改善，具有非常高的刚性，良好的水洗尺寸稳定性（缩水率仅为2%），具有较高的吸湿性，纤维横截面为圆形或椭圆形，光泽优美，手感柔软，悬垂性好，飘逸性好。 天丝兼具普通型粘胶纤维优良的吸湿性、柔滑飘逸性、舒适性等优点外，克服了普通粘胶纤维强力低，尤其是湿强低的缺陷，它的强力几乎与涤纶相近。天

新型纺织纤维知多少(一)

新型纺织纤维知多少（一） 文/林娟虞学锋 近年来，许多纺织产品摇举新型纤维材料的旗帜进行着概念炒作，但是如此众多的品种和天花乱坠的功能噱头却不免令消费者产生迷惑。因此，笔者在此“揭秘”部分常见的新型纺织纤维，助您排忧解惑。 莫代尔纤维 莫代尔纤维是奥地利兰精公司开发的高湿模量的再生纤维素纤维的注册商品名称MODAL的中文译名，也有翻译为木代尔纤维。该纤维的原料采用欧洲的榉木，先将其制成木浆，再通过专门的纺丝工艺加工成纤维。 该产品原料全部为天然材料，对人体无害，并能够自然分解，对环境无害。其制成的面料具有吸湿、透气、手感柔软、悬垂性好、穿着舒适等特点，目前主要应用于内衣等服装产品。 彩棉纤维 彩棉是通过杂交、基因变异等手段得到的新品种，棉花具有天然的颜色，织造后不需染色，减少了染化料对环境的污染以及化学残留物对人体的危害。这种转基因的棉花对益虫和人体无害，具有卓越的环保性能，目前已开发的颜色有浅棕、浅黄、绿色、粉色等颜色。 彩棉所制成的面料质地柔软，富有弹性，颜色柔和，尤其适合婴幼儿稚嫩的皮肤，现阶段多用于婴幼儿服装、成人衬衫、内衣等领域。 超细纤维 理论上，一般把细度小于0.9dtex的纤维称为超细纤维。由于直径很小，因此其弯曲刚度很小，纤维手感特别柔软、细腻，具有良好悬垂性、保暖性和覆盖性。此外，与普通面料相比，超细纤维面料的比表面积大，吸附性和除污能力强，可用于制作高级清洁布。 目前，超细纤维主要采用分裂剥离法和溶解去除法进行制造，其中溶解去除法所制成的纤维即通常所说的海岛纤维。

木棉纤维 木棉纤维是锦葵目木棉科内几种植物的果实纤维，属单细胞纤维，其附着于木棉蒴果壳体内壁，由内壁细胞发育、生长而成。一般长约8~32mm、直径约20~45μm。 木棉纤维是天然生态纤维中最细、最轻、中高度最高、最保暖的纤维材质。它的细度仅有棉纤维的1/2，中空率却达到86%以上，是一般棉纤维的2~3倍，是优良的隔热、隔音、保暖和浮力材料，其光泽、吸湿性和保暖性是用作服装面料的天然材料。 汉麻纤维 汉麻，又名大麻、线麻、寒麻、火麻等，别名称谓多达十余种，起源于中国，是人类最早用于织物的天然纤维，有“国纺源头，万年衣祖”美誉，其种植历史至少有8000多年。由于棉花大面积的种植以及化纤的出现，使得其一度销声匿迹。 近年来，由于汉麻纤维在军工产品上的卓越表现，使其再次成为人们关注的焦点，由其所制成的服装衣饰具有吸湿、透气、舒爽、散热、防霉、抑菌、抗辐射、防紫外线、吸音等多种功能，既可军用又可民用。

仿生材料

仿 生 材 料 专业无机非金属_______班级 09-01____________学号310906010129_____姓名姚自强___________

仿生材料 一.仿生材料的起源. 在高分子化学世界里,我们已经制造出了聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸脂、聚酰胺等人工材料,具有多种多样的功能。但是,人类所创造的材料与自然界生物体的构成材料还有很大的不同。举几个简单的例子:海鳗的发电器瞬间可以发出800 伏的电压,足以电死一头大象,但是它的发电器不是金属等导电器材,而是蛋白质的分子集合体;深海里有一种软体动物,其身体无疑也是由细胞材料所构成,但是却可承受很高的海水压力而自由地生存着。这些例子说明,许多生物体的某些构成材料是我们完全不知道的,这些材料大多数是在常温常压的条件下形成,并能发挥出特有的性能。当人们对这些生物现象有了充分的理解之后,把它们应用于材料科学技术方面,就形成了仿生材料学。因此,仿生材料学的研究内容就是以阐明生物体的材料构造与形成过程为目标,用生物材料的观点来思考人工材料,从生物功能的角度来考虑材料的设计与制作。一．定义和研究范围 1.1定义 受生物启发或者模仿生物的各种特性而开发的材料称为仿生材料 1.2研究范围 材料仿生的研究范围广泛，包括微结构、生物组织形成

机制、结构和过程的相互关系，并最终利用所获得的结 果进行材料的设计与合成。 二．仿生材料的分类 2.1从仿生材料的使用的场合来看可分为医用材料、工程材料和功能材料等。从材料学的角度可以把材料仿生分为几大方面：成分和结构、过程和加工制备仿生、功能和性能仿生。 三. 仿生材料的成果. 3.1雌蛾求爱－防治害虫我国科学家破译了雌蛾的化学语言后，研制出“仿生诱芯”，即人工合成雌性飞蛾吸引雄性飞蛾的激素的气味. 然后将其加入一种硅橡皮塞中，置于诱捕器中，使其缓缓释放，引诱大量的雄蛾自投罗网，既杀虫，又可根据诱捕量预测害虫的发生期。迄今为止，我国科学家已研制成功60多种“仿生诱芯”，对我国主要农林害虫的测报和防治起了重要作用。 3.2鲨鱼皮肤－泳衣一件泳衣，在悉尼奥运会上改变了世界泳坛的格局。几乎大半金牌得主都穿上一种特殊的泳衣———连体鲨鱼装。这种鲨鱼装仿造了海中霸王鲨鱼的皮肤结构，泳衣上设计了一些粗糙的齿状凸起，能有效地引导水流，并收紧身体，避免皮肤和肌肉的颤动。 此后，仿生泳衣越仿越精。第二代鲨鱼装又增加了一些新的亮点，加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料，可使人在水中受到的阻力减少4％。此外，还增加了两个附件，附在前臂上由钛硅树脂做成的缓冲器能使

仿生材料

源于自然的力量——仿生材料 一、神奇的大自然——仿生学 自然界的创造力总是令人惊奇，天然生物材料经历几十亿年进化，大都具有最合理、最优化的宏观、细观、微观复合完美的结构，并具有自适应性和自愈合能力，如竹、木、骨骼和贝壳等。其组成简单，通过复杂结构的精细组合，从而具有许多独有的特点和最佳的综合性能。 例如，荷叶的表面有许多微小的乳突，让水不能在上面停留，滴形成后会从荷叶上滚落，同时将灰尘带走；海洋生物乌贼和斑马鱼体内的色素细胞决定了它们天生有一种改变自身颜色的能力；水稻表面突起沿平行于叶边缘的方向排列有序，使得排水十分便利；昆虫复眼的减反射功能，使得黑夜观看成为可能；水黾腿部有数千根按同一方向排列的多层微米尺寸的刚毛使其在水面行走自如；壁虎由壁虎脚底大量的细毛与物体表面分子间产生的“范德华力”累积使其有了特殊的粘附力…… 道法自然，向自然界学习，采用仿生学原理，设计、合成并制备新型仿生材料，是近年快速崛起和发展的研究领域，并已成为材料、化学、物理、生物、纳米技术、制造技术及信息技术等多学科交叉的前沿方向之一。 仿生学是模仿生物的科学，早在1960年9月13日美国召开第一次仿生学会上由Steele等提出。仿生学研究生物系统的结构、性质、原理、行为及相互作用，为工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成；仿生材料指依据仿生学原理、模仿生物各种特点或特性而制备的材料；材料仿生设计包括材料结构仿生、功能仿生和系统仿生 3个方面。 二、了解仿生材料 仿生材料的定义 仿生材料是指模仿生物的各种特点或特性而研制开发的材料。通常把仿照生命系统的运行模式和生物材料的结构规律而设计制造的人工材料称为仿生材料。仿生学在材料科学中的分支称为仿生材料学(biomimetic materials science),它是指从分子水平上研究生物材料的结构特点、构效关系,进而研发出类似或优于原生物材料的一门新兴学科,是化学、材料学、生物学、物理学等学科的交叉。地球上所有生物体都是由无机和有机材料组合而成。由糖、蛋白质、矿物质、水等基本元素有机组合在一起,形成了具有特定功能的生物复合材料。仿生设计不仅要模拟生物对象的结构,更要模拟其功能。将材料科学、生命科学、仿生学相结合,对于推动材料科学的发展具有重大意义。自然进化使得生物材料具有最合理、最优化的宏观、细观、微观结构,并且具有自适应性和自愈合能力，在比强度、比刚度与韧性等综合性能上都是最佳的。 仿生材料的研究 国际上对天然生物材料及仿生材料研究的重视始于20世纪80年代。目前,国

几种新型纤维简介

新型纤维介绍汇总 丽赛纤维,芳纶纤维,功能性透气纤维,大豆纖維,玉米纤维,恩卡纤维,VILOFT纤维,竹纤维,新型合成纤维,差别化纤维等新兴纤维简介 Tencel: ****Tencel纤维是由英国Courtaulds公司以木浆为原料经溶剂纺丝方法生产的一种崭新的纤维，是三十年发明的第一种天然纤维。因其生产过程无毒害且纤维本身可被自然界完全分解，因此Tencel又被称为21世纪的绿色纤维。Tencel 纤维集人造纤维与天然纤维的优点于一身. ****在欧洲，除了(Courtaulds) 公司以Tencel的品名生产服装面料用Lyocell。还有:Lenzing公司和AKZO公司则分别以Lenzing-Lyocell和Newcel的名称生产Lyocell (长丝型)。 ****在日本也已经有纤维制造厂引进Lyocell的生产技术。 其面料主要具有以下特色： 1.坚韧耐用 2.非凡触感 3.坠性良好 4.色彩绚丽 Tencel纤维的生产工艺 Tencel纤维生产工艺就是用N-甲替吗啉-N-氧化物 (NMMO) 为溶剂的纺丝工艺。其具体方法是把纤维素浆粕与N-甲替吗啉-N-氧化物 (NMMO) 直接混合，加入添加剂（如CaCl2）和抗氧化剂（如PG）以防止纤维在溶解过程中氧化分解，并调节溶液的粘性和改善纤维的性能。控制水分的含量小于13.3%，使之达到最好不溶解能力。在85-125℃下溶解，得到较高浓度的溶液，溶液经过滤，脱泡，在8 8-125℃下用湿法或干法纺丝，在低温水溶或水/NMMO体系凝固成形，经拉伸，水洗，去油，干燥和溶剂回收等工序，制成Tencel纤维。 NMMO在制造工程中可以回收，因而具有不会给地球环境带来危害的特点。 Tencel纤维及其织物的性能及特点 1.较高的干强和湿强。 2.Tencel的应力应变特点便它与纤维素纤维间抱合力较大，较易混纺。

新型纺织的发展方向

新型纺织的发展方向 进入2l世纪以后，经过十年努力奋斗，在国际形势起伏震荡的环境下，中国跃进为世界第一纺织大国。中国纺织纤维加工总量超过全球总加工量一半。中国对外纺织产品贸易总额超过全球。纺织品服装贸易总额的三分之一。在经济全球化以及我国市场经济的大环境的共同作用下，市场的实际需求绝大部分地决定着企业、工厂的研发、生产大方向，这样也相应地加速缩短了某些新型产品问世的时间。纺织行业也是经济体的一部分，这样的效果也同样作用在它所涉及的领域，并不断推动着它前行，与需相近。 近两年来，全球的经济都比较低迷，各个行业都受到了不同程度的影响，纺织行业也在其中。但是这样的经济环境并没有能阻止科技的发展以及新型产品的研究开发的脚步。在纺织领域内，新型纺织材料的发展显得活力满满，多种多样的新型纺织纤维不断的问世，不断地优化改进现有的材料领域的某些缺陷，不同程度地提升原有材料对使用环境的适应性及其他特殊要求。新型纺织纤维是指天然纤维经过化学和物理等方式，适当改变原来的大分子结构，或与某些物质共聚，或交联、或接枝，使它们成为能纺丝的“线性高分子化合物”或“亚线形的高分子化合物”，是材料工程、纺织工程、信息工程、生物工程等各新型学科和传统学科综合研究的成果。它在很大程度上提升纺织服装在使用过程的舒适性，并且其所制得产品具有突出的特殊功能。 新型纺织纤维材料与传统的纤维材料在形状、功能、性能等方面

都存在着不同程度的迥异之处，并且随着时代的发展，新型纺织纤维得到了极大的发展与优化。它不单单满足人们对于物质的需要，而且对以往的纤维材料存在的缺陷也进行了改革。其主要分为：纤维素纤维、大豆蛋白纤维、纯天然纤维、具有特殊功能的纤维。而功能性的纤维材料又可以分成三种类型。第一种类型是对普通的人工合成的纤维进行改造，对其性质进行优化；第二种类型是利用物理还有化学的手段对纯天然的纤维进行改造，增加它们以往没有的功能，主要包括增加它们的吸水功能、抗菌、防臭、有香味等功能。从而有效的提高穿着的舒适性；第三种类型的纤维材料具有高强度的耐压性、耐热性、防腐蚀性等，通常情况下这种纤维材料主要用于工业和生产中。 研发的新型纤维材料越来越符合人们对于产品性能的要求，促使新型工艺，新型材料合成、开发。在过去的2015年，根据市场不完全统计数据，得到以下十种热门的新型纺织品种：醋清纤维，石墨烯香纤维，Dralon纤维（Dralon超细、异型腈纶纤维），雅塞尔纤维（新型强力生物基纤维），铜氨纤维，竹代尔纤维、咖啡碳纤维，抗菌纤维（银纤维，铜纤维：卡普龙铜离子纤维，福钛康纤维），凉爽/保暖纤维，原液着色纤维（一种无水染色工艺，在纺丝过程中，不会生产废水）。可见新型纺织纤维的发展更加的趋于功能多样化，或者优化原有工业得到环境友好型纤维，抑或是采用新型原材料进行新品种的纤维开发。这些纺织纤维，除了具有基本的纺织品性能特征外，都带有自生特殊的性能，如超柔软，除臭，降温散热，抑菌防螨，吸湿排水等。这样的性能都极大程度优化了纺织产品的服用或使用性

新型纤维的种类及特点教学内容

新型纤维的种类及特 点

新型纤维的种类及特点 当今社会飞速发展和科学技术的进步，以及人们生活水平的提高和社会物质的不断丰富，人们从单纯的追求外观、审美要求向穿着舒适性转化，原来的普通合成纤维已经不适应人们穿着舒适的要求。因此，新型合成纤维应运而生并蓬勃发展。 目前处在信息纺织、新原料纺织时代，新原料从质量、品种、功能、性能等方面开发新品引导潮流。根据服装面料要求舒适、健康、安全的总体趋势，关注服装面料的创新开发，要从研究新纤维的应用开始。目前，服装面料的织物纤维品种已不局限于棉、麻、丝及人棉纤维，开发出很多纺织新材料，有高湿模量的莫代尔和丽赛纤维、天丝、竹纤维、大豆蛋白纤维、聚乳酸（玉米）纤维、超细纤维、PTT纤维、吸湿排汗纤维和保暖纤维等。 一、莫代尔纤维 莫代尔纤维是高湿模量的纤维素再生纤维，原料采用欧洲的榉木，先将其制成木浆，再纺丝加工成纤维。因该产品原料全部为天然材料，是100%的天然纤维，对人体无害，并能够自然分解，对环境无害。柔软、顺滑、有丝质感和真丝一般的光泽，穿着舒适，频繁水洗后依然柔顺，有极好的吸湿性和透气性，富有亮丽的色彩。由于其杰出的透气性和易打理的特性，在女士外套，内衣，运动服装和家用纺织品中的应用越来越广泛。 二、丽赛纤维 丽赛纤维被业界称之为“植物羊绒”，是具有优异综合性能的植物纤维素纤维。由日本东洋纺专有技术及原料体系生产，它的生产原料来源于日本进口

的天然针叶树精制专用木浆。在纺丝过程中，因为纺丝溶液粘度高，含酸量低，牵伸速度、固化速度慢，所以纤维分子是从内向外固化，分子内部结构整齐，取向度、结晶度高。 该纤维从根本上克服了粘胶纤维的缺点，秉承了该系列纤维的所有优点，实现了其它高湿模量纤维素纤维所不能突破的优良性能；具有较强的耐碱性，与棉混纺时，可做丝光整理，使混纺织物更具有特色；该纤维具有很高的湿强度，其优越的高湿模量使生产与服用更理想；该纤维良好的千伸与湿伸性能，便所有的织物具有良好的尺寸稳定性；光滑的圆形横截面和全芯结构使纤维光泽好，极富弹性，悬垂性和滑爽感；高吸湿度和千燥度，使该纤维的织物具有良好的舒适感和身体亲和性，是一种全新的绿色亲肤纤维；该纤维属于天然植物纤维，其废弃物可自然降解，安全环保。 三、天丝 天丝是一种纤维素纤维，采用溶剂纺丝技术，干强略低于涤纶，但明显高于一般的粘胶纤维，湿强比粘胶有明显的改善，具有非常高的刚性，良好的水洗尺寸稳定性（缩水率仅为2%），具有较高的吸湿性，纤维横截面为圆形或椭圆形，光泽优美，手感柔软，悬垂性好，飘逸性好。 天丝兼具普通型粘胶纤维优良的吸湿性、柔滑飘逸性、舒适性等优点外，克服了普通粘胶纤维强力低，尤其是湿强低的缺陷，它的强力几乎与涤纶相近。天丝产品服用性能非常好，具有柔软、舒适、透气性好、光滑凉爽、悬垂性好，耐穿耐用等特点。 四、竹纤维

新型环保服装材料之牛奶纤维

研究生专业课程考试答题册 学号 2010125 姓名韩欢欢 考试课程新型服装材料

考试日期 2010年12月1号 西安工程大学研究生部

新型环保服装材料-牛奶纤维 1. 前言 随着社会的进展，服装业差不多进入了一个以材质取胜的时代，以后服装业的竞争要紧是纺织加工技术和新材料的竞争。而现代社会的高度发达，使人们对健康的重视程度日益提高，“绿色”环保服装的推广和应用差不多是势在必行。随着时代的进步，我们关于服装的要求差不多不仅是舒适，更多的是流行。色彩能够流行，款式能够流行??在诸多流行因素中，环保也差不多占据了一定比例。换句话讲，面料功能的变化除了舒适之外，市场关于面料的环保功能要求也越来越高。 1.1 新型环保服装材料的进展概况 1.1.1 新型环保服装材料的含义 新型服装材料，是指以与人类亲善为目的、视环境友好为目标的服装材料。所谓与人类亲善是指新型服装材料服务于人类的属性，即具有对人的身心的愉悦作用，不仅有利于人的肌体，而且愉悦人的精神，不仅满足人们的日常生活的要求，而且为人类的专门需求提供关心。所谓环境友好确实是指环境爱护，即其的生态属性。而所谓环保是指产品在生产过程中对环境无污染、无破坏。服装材料环保则包括在制作过程中对环境无污染，选用原料对消费

者无危害，材料能够循环使用、能再生，织物废弃后可降解等。 1.1.2 新型环保服装材料种类 近年来开发的新型环保性原料有专门多不同的种类，它能够按照天然材料和化学纤维材料分为两大类。其中纤维素材料、蛋白质材料和天然染料属于天然材料的范畴；而人造纤维材料和合成纤维材料属于化学纤维材料。除了以上的分类方法，还能够将其分为天然纤维类、再生纤维类和绿色加工材料。如图所示：

仿生材料研究与进展 王一安 刘志刚

齐齐哈尔大学 综合实践课程论文 题目仿生材料研究进展 学院材料科学与工程学院 专业班级无机非金属材料工程无机112班 学生姓名王一安刘志刚 指导教师李晓生 成绩 2014年 5月9 日

仿生材料学研究进展 摘要：仿生材料学以阐明生物体材料结构与形成过程为目标,用生物材料的观点来思考人工材料,从生物功能的角度来考虑材料的设计与制作。仿生材料的当前研究热点包括贝壳仿生材料、蜘蛛丝仿生材料、骨骼仿生材料、纳米仿生材料等,它们具有各自特殊的微结构特征、组装方式及生物力学特性。仿生材料正向着复合化、智能化、能动化、环境化的趋势发展,给材料的制备及应用带来革命性进步。 关键词：表面仿生超疏水材料、聚乙烯三元复合仿生材料、植物叶片仿生伪装材料、仿生层状结构壳聚糖医用材料 Abstract:The“biomimeticmaterialsscience”formedbytheintersectionofmaterialscien ceandlifesciencehasgreattheoreticalandpracticalsignificance.Biomimeticmaterialsscie ncetakesmaterialstructureandformationastarget,considersartificialmaterialattheviewof bio2material,exploresthedesignandmanufactureofmaterialfromtheangleofbiologicalfu nction.Atpresent,thehotresearchesonbiomimeticmaterialsscienceincludeshellbiomime ticmaterial,spidersilkbiomimeticmaterial,bonebiomimeticmaterial,andnano2biomimet icmaterial,etc.whichhavetheirownspecialmicro2structuralcharacteristics,formationstyl e,andbio2mechanicalproperties.Biomimeticmaterialsaredevelopingtowardscompound ,intellectual,active,andenvironmentaltendency,willbringrevolutionaryimprovementfor manufactureandapplicationofmaterial,andwillchangegreatlythestatusofhumansociety. Keywords:Bionics,Materialsscience,Review 1.前言 仿生材料学以阐明生物体材料结构与形成过程为目标,用生物材料的观点来思考人工材料,从生物功能的角度来考虑材料的设计与制作。仿生材料的当前研究热点包括贝壳仿生材料、蜘蛛丝仿生材料、骨骼仿生材料、纳米仿生材料等,它们具有各自特殊的微结构特征、组装方式及生物力学特性。仿生材料正向着复合化、智能化、能动化、环境化的趋势发展,给材料的制备及应用带来革命性进步。

新型纺织纤维材料发展趋势与方向

新型纺织纤维材料发展趋势与方向摘要：纵观人类文明的发展史，人类在服饰、衣着方面一直追求更高、更好。直至当代文明，随着科技发展，人类生活水平的提高，在这机遇与挑战并存时期，纺织行业的发展达到了一个崭新的高度。在纺织原料方面，新型纤维材料更是推陈翻新，不再仅仅拘泥于普通的棉、麻、丝。近年来，随着高分子科学发展，开发了各种高强度、高功能的新纺织材料，各种新纤维材料已经应用到通讯信息、海洋、航空等高新产业。如今，世界各国都把发展新材料作为发展经济、推动技术进步的重要方面，各种新型纺织纤维作为当今高技术领域的重要材料，被称为21世纪经济发展的一大支柱。另外，从国际市场发展趋势看，加快纺织环保纤维、环保纺织品、环保染料、环保助剂等研究开发，是提高国际竞争力的关键手段之一。 关键词：新型纺织纤维发展趋势方向 A new type of textile fiber materials development trend and direction of Kou Chunming Qiingdao University College of textile and Garment T extile Engineering Department of one class 200940301008 Abstract: throughout the history of the development of human civilization, human in apparel, clothing has been the pursuit of a higher, better. Until the modern civilization, with the development of science and technology, the improvement of people's living standard, in both opportunities and challenges in this period, the development of the textile industry to reach a new height. In the textile raw materials, new fiber material is not only refurbished, no longer just stick to the ordinary cotton, hemp, silk. In recent years, with the development of polymer science, to develop a variety of high strength, high function of the new textile material, all sorts of new fiber materials have been applied to the communication of information, marine, aviation and other high-tech industries. Nowadays, all the countries in the world to develop new materials as the development of economy, promoting technical progress important facet, all sorts of new textile fibers as the high technology in the field of important material, known as the twenty-first Century a large pillar of economic development. In addition, from the international market development

仿生材料学研究进展

仿生材料学研究进展 摘要：本文介绍了可降解塑料的研究进展，论述了仿生材料学研究进展及其种类，重点介绍了当前研究热点：表面仿生超疏水材料、聚乙烯三元复合仿生材料、植物叶片仿生伪装材料、仿生层状结构壳聚糖医用材料… 关键词：表面仿生超疏水材料、聚乙烯三元复合仿生材料、植物叶片仿生伪装材料、仿生层状结构壳聚糖医用材料 1.引言 仿生材料学以阐明生物体材料结构与形成过程为目标,用生物材料的观点来思考人工材料,从生物功能的角度来考虑材料的设计与制作。仿生材料的当前研究热点包括贝壳仿生材料、蜘蛛丝仿生材料、骨骼仿生材料、纳米仿生材料等,它们具有各自特殊的微结构特征、组装方式及生物力学特性。仿生材料正向着复合化、智能化、能动化、环境化的趋势发展,给材料的制备及应用带来革命性进步。 2.仿生材料 我们在现实生活中接触过许多动物与植物,它们都属于生物的范畴。在地球上所有生物都是由理想的无机或有机材料通过组合而形成.动植物为了铸造自己身体所用的材料在有机系列里有纤维素、木质素、甲壳质、蛋白质和核酸等等,其构造非常复杂。许多生物体的某些构成材料是我们完全不知道的,这些材料大多数是在常温常压的条件下形成,并能发挥出特有的性能。当人们对这些生物现象有了充分的理解之后,把它们应用于材料科学技术方面,就是仿生材料.

2.1表面仿生超疏水材料 自然界中的超疏水现象近年来，基于仿生科学而进行的各种新型材料的开发和研究正在各个领域广泛开展，人们对于超疏水表面的研究就是受到荷叶“出淤泥而不染”这种现象的启发而不断发展起来的。固体表面的润湿性可以用表面和水的接触角来衡量，通常将接触角小于900的固体表面称为亲水表面，接触角大于900的表面称为疏水表面，而将接触角大于150。的表面称为超疏水表面llI。自然界中，水滴在荷叶表面上可以自由滚动，当水滴滚动时可以将附着在表面上的灰尘等污染物带走，从而使表面保持清洁。因此，超疏水表面 又被称为自清洁表面。20世纪90年代，德国波恩大学的植物学家Wilhelm Barthlott针对荷叶表面不沾水这一特殊现象进行了一系列的实验，发现了荷叶的疏水性与自我洁净的关系，创建了“荷叶效应”(Lotus effect)--i百-Jt21。此后，超疏水表面在世界范围内引起了极大的关注，并且逐渐成为仿生纳米材料技术中的热点之一。这种表面在国防、工农业生产和日常生活等许多领域都有着极其重要的应用前景。例如，将其应用在高降雪地区的室外天线上，可以防止积雪，以保证信号畅通13J：用于石油管道中，可以防止石油对管道壁粘附；作为汽车、飞机、航空器等的挡风玻璃，不仅可以减少空气中灰尘等污染物的污染，还能够使其在高湿度环境或雨天保持干燥：用于水中运输工具或水下核潜艇上，可以减少水的阻力，提高行驶速度；用于微流体装置中，可以实现对流体的低阻力、无漏损传送；也可以用它来修饰纺织品，做防水和防污的服装等等。