西安工程大学学生用废旧牛仔布研发出可做家具环保复合材料

提到纺织，大家先想到的可能是穿在身上的衣服，还会想到纯棉、聚酯纤维等材料，其实，在我们的生活中很多看似与纺织毫无关联的事物都有着纺织的影子。而这离不开一群为纺织行业创新默默付出的人。

　　废旧牛仔布研发出可做家具环保复合材料

　　在西安工程大学纺织科学与工程学院的实验室里，智能功能纺织复合材料创新团队带头人、副教授樊威正与团队的成员做复合新材料的相关实验。宽大的桌子上摆着各种由他们研发出的新材料。“这些是我们用废旧牛仔裤研发出的复合新材料。”要不是樊威的介绍，大家很难将桌面上的材料与废旧纺织品联系起来。“日常生活中，纺织类衣物更换频率高，无论是焚烧还是掩埋，都会造成严重的环境污染。目前，欧美发达国家纺织类衣物回收利用率能达到25%左右，而国内只有1%。我们就想着能不能利用技术创新来提高纺织类衣物的回收利用效率，同时对生态环境保护也有好处。”樊威介绍，废旧牛仔服使用的材料几乎百分百纯棉纤维，先将废旧牛仔裤开松成纤维，再经过特殊的纺织工艺进行加工，制成了类似粘片一样的材料。这种材料可以作为保温材料或隔音材料，也可以在墙体内的隔热层中使用，非常环保。

　　说话间，樊威又拿起一块“硬板”，这是在刚看到的那种保温材料的基础上经过技术处理后衍生出的新材料，这种材料可以用来制作家具，替代木地板等。“经过反复多次的实验，利用废旧牛仔服装开松的棉纤维为增强材料，聚丙烯纤维为基体材料，再使用一系列成型工艺，生产出了一种三维废旧纤维增强复合材料。它的力学、吸湿、剥离等都超过了优等刨花板的性能，并且是‘零甲醛’，实现了废旧纺织物的绿色利用。”樊威告诉记者，由于牛仔服装回收量大、纤维构成单一，他们团队已熟练掌握了这类以棉纤维为主要成分的废旧纺织物循环利用技术，下一步还将开展其他类型的废旧纺织物利用研究。

　　将电子设备集成到织物中研发出新型智能服装

　　“随着人们生活水平的提高，现在人们越来越关注健康问题，具有心率、脉搏及人体运动状态等实时监测功能的智能可穿戴纺织品受到了人们欢迎。”樊威说，智能纺织品无疑是今后纺织品发展的重要方向，并且将成为人们日常生活的一部分。

　　据了解，智能纺织品是指应用纺织、电子、化学、生物、医学等多学科知识综合开发的具有高智能化的纺织品，它基于仿生学概念，能够模拟生命系统，同时有感知和反应双重功能。狭义上的智能纺织品是指电子信息智能纺织品。它将微电子、信息、计算机等技术融合到纺织品中。智能纺织品可以说是一个跨多学科的结合体。纺织品的智能化来自织物中的柔性传感纤维或者纱线，这将使其更方便地用于日常生活、健康监测(如心率和血压)以及医疗诊断。

　　“我们经过大量研究发现，一种高聚物材料添加特殊的功能性纳米粒子后，经过极化处理可加工成压电纤维，能够对外部载荷作出电信号响应，而且频响宽、灵敏度高、耐腐蚀性好，同时这种压电纤维易与普通纤维结合编成智能织物，是一种理想的智能纺织材料。”樊威介绍，他和团队的成员用压电纤维制造了一些智能可穿戴纺织品，既能够监测，还具备可加工性能好、耐水洗等优点。除了普通人的身体功能监测，还可以用于运动员的训练和比赛，通过对运动员的发力点、运动姿态等进行监测和分析，向运动员进行反馈，帮助运动员提升训练水平、降低关节损伤。

　　据悉，樊威和他的团队目前还研制出了一种可织入服装中的压电传感元件，申请了两项国家专利。“我们以此为基础，在手腕、心脏等部位能够实现局部智能监测。下一步，在模块化应用的基础上，我们将研发真正的‘一体化’智能服装，全部使用压电纤维制造，推出更多的智能可穿戴产品。”樊威说。

　　实现了为航空航天领域装备“量体裁衣”

　　除了废旧织物再利用以及智能穿戴织物外，樊威和他的团队还致力于研究航空航天等领域的三维纺织复合材料。“这小块的三维复合材料，它的比重不到钢的1/4，但它的抗拉强度是钢的7-9倍。”樊威介绍，航空航天领域的装备使用的结构复合材料，对力学性能要求很高，拉伸强度要过关，同时对层间性能要求也很高，这样材料的整体强度才能上去。为了克服传统层合板复合材料层间强度低、层间剥离或开裂的问题，需要采用层间也存在纤维或者纱线的三维整体织物作为增强材料。

　　“航空航天领域的装备、配件许多都是异形件而不是标准件，为此我们研发出了生产三维整体织物的设备和异形件制造工艺，实现了为航空航天领域装备的量体裁衣。”樊威告诉记者，在使用专门研发的生产设备后，可以根据具体使用场合或者部位进行精确的尺寸的生产，先进行计算机模拟测算，生产时一次整体成形，确保了产品的安全性能。

　　樊威说，下一步他和团队将继续加大三维编织、机织、缝合、针织、非织等自动化生产技术和纺织复合材料的快速复合固化技术研发力度，降低三维纺织复合材料的成本，大力推动先进纺织复合材料在航空航天、汽车等领域的应用。

　　创新“纺织”已融入生活的方方面面

　　生活中还有很多是与“纺织”密切相关的，比如，防水透气织物，它是集防水、透湿，防风和保暖性能于一体的功能织物。这种织物能满足严寒雨雪、大风天气等恶劣环境中人们活动时的穿着需要。安全与防护用纺织品，在特定的环境下保护人员和动物免受物理、生物、化学和机械等因素伤害。它包括防割、防刺、防弹、防爆、防火、防尘、防生化、防辐射等功能。

　　变色纺织品，随外界环境条件(如光、温度、压力等)的变化而可以显示不同色泽的纺织品。民用可应用于制作时尚的变色服装和百变装饰织物，军事上可用于军事伪装，防伪领域可作为防伪材料。此外，还有相变材料，在一定温度范围内可以依靠自身可逆相变从环境中吸收或释放潜在热量的物质。利用相变材料的这一特性，可以开发出具有智能控温和保健性能的调温纺织品。这类智能纺织品能够根据外界环境温度的变化在一定的温度范围内自由调节纺织品内部温度。即当外界环境温度升高时，相变材料吸热熔融、储存热量；当外界温度下降时。相变材料放热冷凝，释放热量，使纺织品内部温度保持相对稳定。

　　这些领域的应用都离不开科研人员的潜心研究，樊威和他团队的成员们除了研究三维纺织复合材料外，还在从事纳米功能复合材料、功能性纤维及其智能可穿戴织物的制备、结构-功能一体化纺织复合材料、绿色纺织复合材料等方面有着深入研究。在结构-功能一体化纺织复合材料的研发及应用研究上，他们研发了功能性纤维，并且采用纺织的手段开发出既能满足结构材料力学性能需求，又能满足特殊应用场合下功能性需要的纺织复合材料，其中主要研发结构——隐身一体化复合材料，努力推广其在隐身战斗机和隐身导弹等方面的应用。近年来樊威已主持、省部级等项目10项，申请国家专利13项。 AAADFGRTJUYKYU