6日至8日,首届“现代纺织科技国际论坛”在目前国内唯一一所以纺织命名的大学——武汉纺织大学举行。来自英、美、日、法、澳、加、捷克、新西兰、中国、中国香港等10多个国家和地区的近20位全球顶尖和知名的纺织专家,分享现代纺织科技研究成果、探讨纺织科技前沿问题。
武汉纺织大学纺织服装特色鲜明、优势突出,已连续11年居全国服装院校“新人奖”、“育人奖”综合积分第一,是中国“十大时装名校”之一。近年来,该校经过科学决策,确立了“现代纺织、大纺织、超纺织”的特色办学理念。
该校在纺织科学研究领域的重要成果获得了国家级大奖。国内唯一拥有自主知识产权的新型纺纱技术“高效短流程嵌入式复合纺纱技术”、“优质天然高分子材料超细粉体化及其高附加值的再利用”、“纺织印染废水微波无极紫外光催化氧化分质处理回用技术”、国家863重大专项“新型高效物化组合技术与设备”等一批科研项目和成果,获得了国家科技进步一等奖、国家技术发明二等奖、湖北省科技进步一等奖、“桑麻”纺织科技进步一等奖等国家级和省部级奖励。
东道主、武汉纺织大学校长韦一良教授在论坛上致欢迎词,指出“学术无国界,知识因分享变得更有价值”,希望此次论坛搭建交流与合作的平台,推动纺织行业进步,促进世界经济的复苏与发展。
大会主席由湖北省“楚天学者”、澳大利亚迪肯大学纤维和材料创新研究中心主任王训该和国家科技进步一等奖获得者、武汉纺织大学副校长徐卫林担任。
美国田纳西大学非织造材料研究实验室主任布哈特、澳大利亚墨尔本皇家理工大学服装与纺织学院院长基斯·考利肖教授、美国佐治亚大学纤维协会主席伊恩·哈丁教授、日本信州大学纺织科学与技术学院院长平井利博、香港理工大学纺织学科首席教授陶肖明、东华大学纺织学院院长邱夷平等世界知名专家、学者先后发表15场主题演讲,围绕功能纺织品、纺织机电、纤维技术、新型材料科学等议题进行了深入的交流和探讨。(郑红 汤怡)
观点集萃
功能纺织品的挑战和机遇
斯玛·阿斯维迪博士(荷兰飞利浦高新科技园区专家)
在纺织结构中加入电子元件和设备的功能性纺织品的研究已经有10多年了。电子产品和纺织产品加工企业一直在努力制造可以穿着的电子产品,准备应用在从纯医学到游戏的一系列使用中,从而真正地做到科技改变生活。如通过智能背心,可以测出穿衣者的心跳频率。
在该领域的研究已创造了许多机遇,但也存在一些困难与挑战。如消费者或者专业人士希望使用的各种产品的样式及功能,与我们已有的知识积累、已研制出的展示品和样品还很不匹配。研究者的知识水平与这些知识在产品研发和生产中应用之间仍存在区别,需要探索出一些填补这一缝隙的方法。
我们在教育学生、传授相关专业知识的同时,应注重加强不同专业之间的交流与学习,从而促进不同领域不同学科的交叉运用与发展。
非织造纺织品的研究进展与机遇
布哈特教授(美国田纳西大学非织造材料研究实验室主任)
非织造布具有一定强度、伸长、弹性、吸水性、防水性、柔软、阻燃、缓冲、耐洗、过滤、抗菌等特点。它应用广泛,几乎无处不在,包括农业、建筑、军事、服饰、家居、家具、旅游休闲、保健、个人护理和家庭事务。正是凭借独特的性能,非织造材料在一些领域中取代传统织物,并开拓出许多新的应用领域。
尽管非织造布曾仅仅作为一种廉价的一次性产品,但目前已在工程应用和技术产业应用纺织品这些特殊领域中取得了一定的地位。在过去30年中,非织造产品的消耗量以每年10%的增长率一直在稳步上升,这是基于它简单的工艺流程、高速的制造工艺以及廉价的原料要求。
现代纳米技术为非织造领域提供了新颖的产品,拓展出更宽广的应用领域。在过去10年中,静电纺丝技术成为了大多数制备纳米纤维网的研究和生产技术之一,其形成的纤维直径在50纳米至1000纳米之间。纳米纤维可作为高效过滤介质、组织工程支架、吸附剂、人造血管,以及伤口敷料。田纳西大学非织造材料研究实验室正致力于研究用热塑性材料熔喷法纺织纳米纤维非织造布。纳米纤维织物生产不仅无需任何溶剂,而且生产效率非常高,具备较大的商业化潜力。
针对一次性产品对环境的影响,制造、使用和降解这些传统材料制品成为紧迫问题。目前主要通过开发利用可回收或生物可降解成分的材料来解决。
静电纺纳米纤维的最新进展
林童副教授(澳大利亚迪肯大学材料纤维创新中心)
静电纺是一种简单的生产聚合物纳米纤维的技术,该方法具有效率高、功能多的优点,生产的纳米纤维能够应用在纺织和非纺织领域的很多方面。
静电纺纳米纤维性能优异、应用广泛,在电子器件、生物医学领域、滤材、防护服用材料纤维增强复合材料及传感器感知膜的应用前景十分看好,其应用领域还包括太阳帆、光帆以及在太空使用的镜面、植物杀虫剂方面、纳米导体、纳米电气应用(如场效应晶体管)及超小型天线、化学催化剂装置和燃料电池的储氢罐等,其实际应用可谓丰富多彩,其中应用于生物医学领域是研发热点,必将进一步产业化。
澳大利亚迪肯大学材料纤维创新中心在静电纺和静电纺纳米纤维领域已取得一些新的研究进展。
新型熔融纺丝纤维的发展
鞠谷雄士教授 (日本东京工业大学)
跨学科研究对多种纤维发展,如高强度聚酯纤维、高弹性聚酯和低立构规正度的聚丙烯纤维和光学功能性纤维等,都作出了贡献。制备高强度聚酯纤维、高弹性纤维(具备低拉伸模量和高回复弹性)和特殊光学功能性纤维等方面的研究课题,在日本新能源和工业技术发展组织的支持下取得一些研究成果。
在熔融纺丝过程中,通过控制PET纤维的结构可以使聚酯纤维的强度达到1.72GPa。在高速纺丝速度下,高弹性纤维(具备低拉伸模量和高回复弹性)通过纤维成型机理在线测量研究表明,在熔融纺丝结晶的过程中弹性伸长对纤维有一定的影响;通过采用网状结合的方法研究了制备弹性无纺布材料的制备工艺和性能,聚丙烯的可纺性和热稳定性可以通过不同聚丙烯的共混来实现。具有特殊光学功能性纤维,如光干涉纤维、表面粗糙纤维或假发纤维等,其制备也取得一些新进展。
利用图像处理技术研究织物表面几何性能
萨义德·伊布拉欣姆教授(捷克利贝雷茨技术学院纺织工程学院)
捷克共和国是一个有着悠久纺织工业与科研历史的国家,在纺纱工艺、无梭织造,以及新型的非织造工艺上进行了很多创新。利贝雷茨是捷克共和国的纺织工业中心之一,是世界上纺织技术的主要发源地,如气流纺纱和无梭织机都是在那里发明的,在纳米纤维纺织机械的研制上率先取得突破。
在利贝雷茨技术学院纺织工程学院,我们目前的研究重点是如何利用图像处理技术表征织物表面几何性能。该研究基于虚拟线迹图像对织物表面粗糙度的复杂度进行定量描述,描述了以线迹评估得到表面复杂度参数的步骤,其核心是通过功率谱密度、变差函数(或者自动校正函数)和粗糙度等级分组对不规则图像进行检查。我们通过适当方法利用计算机进行分形维度和表面粗糙度的表征,将对模拟表面轮廓及实际应用阶段进行进一步探讨研究。
纺织品的感官评价方法
劳伦斯·查切尔教授(法国米卢斯大学纺织与纤维系主任)
现在,越来越多的消费者青睐手感好并且舒适的纺织品。为了及时对这些需求做出反应,企业人员试图使用一种风格仪来进行监测。在纺织领域,有关力学性能、热学性能和表面测试的相关研究和仪器设备已经被广泛地研究,但对舒适度的考量,仪器测量与消费者主观评价仍然难以建立联系。因此,企业人员仍在寻找合适的风格仪来评价他们产品的风格和品质。目前面临的困难是相对于消费者的需求建立相对应的风格测量水平。
从总体上来看,就目前感官风格评价的技术发展水平,食品和化妆品行业的感官风格评价仪已经投入应用,并被广泛应用于一些大企业。
目前,我们实验室设计了一些感官评价方法,如建立感官评价体系、定义相关词汇定义、测绘感官测量图、测量产品之间的差别、评价视觉与触觉的交互作用、使感官评价描述和仪器评价建立关联等。
在做好一项研究之后,我们需要不断地尝试新方法,改革技术手段,从而促进纺织学科更快更好地发展。
功能复合纳米纤维的新境界
弗兰克·孔教授(加拿大不列颠哥伦比亚大学新材料与过程工程实验室主任)
高性能纺织品具有包括高强度、耐高温、耐磨损、特殊服装的高舒适性等特殊性能的纤维结构,可用于外科移植,建筑和基础设施以及陆地和空中运输。
当我们进入现今的经济增长新时代,能源、环保和医疗保健的全球性挑战前所未有的巨大。这为高性能纺织品带来了巨大的机遇和挑战。为了满足全球性挑战,我们将需要一系列新型的多功能材料,而纳米技术的发展将会加快新一代高性能纺织品的发展。这种通常以颗粒形式存在的纳米材料的物理和化学性能对环境变化极度敏感,如温度、压力、电场、磁场、光线波长、吸附气体分子和pH值等。这些功能纳米材料利用自身的特性和功能,能发挥出极其优良的性能。把这些功能纳米材料制成纳米纤维,将会通过有序的结构展现出其特殊功能,包括从医疗设备到服用电子产品。
我们可以利用静电纺丝技术将纳米颗粒转变为纤维结构,并且具备包括机械、电学、磁学、光学、热学、吸湿以及抗菌等纳米纤维的特殊性能。