在國家自然科學基金的資助下，中國科學院理化技術研究所納米材料可控制備與應用研究室研究員唐芳瓊領導的研究團隊和香港理工大學紡織與成衣學系教授李翼所領導的團隊合作，發(fā)現(xiàn)了一種獨特的納米后整理技術，成功研制了具有耐洗性的“吸濕速干”型羊毛面料。

　　該研究成果已經在德國化學會旗下《應用化學》的姊妹刊《化學與可持續(xù)性、能源與材料》(Chemistry&Sustainability,Energy&Materials，簡稱ChemSusChem)雜志上發(fā)表。并申請國際發(fā)明專利。

　　鐵蛋兒從城里回村，說城里有一種機器，從這頭進去，豬變成火腿腸，從那頭進去，火腿腸變成豬。

　　這是相聲短劇《電梯門前》中的一個橋段。

　　同樣聽起來讓人難以置信的機器還有一臺：整匹的毛料從機器中“走”一遍，毛料就會在機器中進行“納米修飾”，從而具有吸濕速干、易于排汗等諸多優(yōu)越性能。

　　前者只是個相聲包袱，而后者卻在科學家們的努力下，一步步接近現(xiàn)實。

　　紡織大國的技術挑戰(zhàn)

　　盡管中國是紡織大國，但國內紡織業(yè)在新型面料設計與加工技術方面還要不斷努力。

　　以運動服裝為例，中國服裝網的資料顯示，中國運動裝市場增長最快，近年來商場中運動品牌的銷售是最好的。市場上普通運動品牌每年都可以輕松取得幾千萬的銷售業(yè)績。但我們耳熟能詳?shù)拇笃放埔廊豢窟M口面料來吸引顧客。

　　人體皮膚和衣服之間有個微氣候環(huán)境，對運動服裝來說，如何盡可能地讓這個微氣候環(huán)境水汽含量降低，使人體表面的汗液能夠通過服裝迅速地擴散，蒸發(fā)到空氣中，而非繼續(xù)停留在皮膚上，并使服裝保持干爽，使人感覺舒適，一直是人們努力的目標。

　　目前市場上的運動品牌多采用拒水性化學纖維，尤其是聚酯類、丙綸等，這類化纖面料之所以能夠吸濕排汗，主要在于它吸收汗液后，汗液的擴散速度快，并在織物的另一側可以迅速蒸發(fā)掉。

　　在天然纖維中，棉、羊毛膚感舒適，綠色健康。尤其是羊毛纖維，因其質輕、柔軟、保暖等優(yōu)良品質成為了一種理想的成衣材料。

　　棉纖維吸濕性能雖然非常好，它的放濕速度卻很慢，對汗液的擴散速度也慢，使得汗液容易集中。人一旦大量出汗，棉纖維汗吸后濕感嚴重，黏在身上比較難受。羊毛纖維表面的鱗片層結構使羊毛織物天然疏水，阻礙了羊毛織物的吸水能力，導致吸濕排汗速率低，在人體大量運動后極易讓人感到悶熱不舒適。

　　“因此，研發(fā)‘吸濕速干’的羊毛面料一直是這一領域的熱門研究課題。”中科院理化技術研究所納米材料可控制備與應用研究室研究員唐芳瓊說。

　　功能性和舒適性主張

　　“人們對衣物功能性和舒適性要求一定會越來越高。而且，舒適性也會逐漸成為人們購買衣服時首先要考慮的因素。”唐芳瓊說。

　　隨著生活水平的提高，一系列新面料應運而生。杜邦公司高彈性的萊卡纖維、防水透氣面料EXOTHERM功能面料的成功，顯示了功能性面料在增加產品價值，滿足消費需求方面的巨大力量。

　　納米技術的興起，對紡織領域的變革也產生了深遠的影響。近年來，抗菌、除臭、防紫外、自清潔等功能性納米紡織面料引起了人們的廣泛關注。除了新奇的功能性，運用納米技術，研制“吸濕速干”型織物，提高織物的穿著舒適性同樣有著十分重大的意義。

　　去年，唐芳瓊團隊和香港理工大學紡織與成衣學系教授李翼所領導的團隊合作，研發(fā)了一種獨特的納米后整理技術，成功研制了具有耐洗性的“吸濕速干”型羊毛面料。該團隊曾在羊毛纖維表面包覆上由球形二氧化硅組成的納米薄層，構建了具有超親水性的羊毛織物，并對納米技術改性羊毛纖維親疏水性的機理進行了探討。

　　但納米功能面料在實際應用中還面臨一大難題，即納米技術所賦予織物的新功能不能持久保持，如耐洗性不夠，經過洗滌后，尤其是人們日常生活中常用的洗衣機洗滌方式，其特殊功能會部分或全部消失。

　　羊毛上“長”出新特性

　　“以前納米功能面料制備方法是把納米材料做成助劑，然后將其涂在布料上，納米顆粒靠靜電的作用吸附在面料上，這種方式很不牢固。有些功能特性就保持不住，洗幾次就洗掉了。”唐芳瓊說，“我們最開始就是想解決耐久性和牢固度的問題。”

　　在前期研究的基礎之上，該聯(lián)合團隊以實際應用為導向，利用表面接枝和原位生長的策略，對羊毛纖維表面的氨基、羧基等基團做單分子層的修飾，這些化學修飾后的基團能夠和納米二氧化硅顆粒牢固地結合在一起，在羊毛纖維表面原位生長出直徑為20納米的二氧化硅納米薄層。

　　該課題組成員曾到中國紡織科學研究院，對這種“原位生長”出二氧化硅納米薄層的羊毛織物進行測試。在參照國家標準進行檢驗后證明，它滿足了“吸濕速干”型功能面料的各項指標，具有膚感舒適、快速排汗的功能。

　　用這種方法處理過的布料，經洗衣機洗20次之后，其“吸濕速干”特性仍能很好得到保持，解決了目前納米功能面料耐洗性不夠的難題。{page_break}

　　因為“生長”出的納米層很薄，經處理過的布料重量增加不到原來的千分之一。“因此，附加的成本較小。而且，原位生長策略大大精簡了制備的步驟，為大規(guī)模構建納米功能面料提供了新的思路。”唐芳瓊說。

　　“我們主要作納米材料的研究，一直想走出實驗室，將納米技術實用化。在和香港理工大學的合作中，我們初步的想法是發(fā)明一種制備納米材料的機器，讓布料在里面‘走’一遍，納米材料就能直接生長在布料上。”唐芳瓊說，“目前正和江蘇一家紡織企業(yè)合作，準備在羊毛沒紡織成面料前，先在羊毛上進行加工處理，從而改善羊毛纖維的品質。”

　　據(jù)介紹，給布料染色常用的濕染法，要將布料放在顏料中浸泡，然后加溫到攝氏90度以上，經過30分鐘后拿出來干燥，洗掉浮色，再烘干，整個過程要1個多小時。而表面接枝和原位生長制備納米層也有一個過程，也要經過浸泡、干燥，然后放在納米溶液里生長顆粒，然后再烘干。從開始到“長”出納米層，大概要兩三個小時。這一過程正好可以和紡織品的染整過程結合在一起，同時進行。

　　“布料上‘長’出的納米層具有‘吸濕速干’的功能，布料就易于排汗。我們曾將二氧化鈦和二氧化硅結合在一起，從而制備出具有自清潔和抗菌作用的功能性面料。理論上，如果讓其‘長’上阻燃、防水、防寒、抗紫紅外線等功能的納米層，布料就具有相應的功能。”唐芳瓊說。