先进纤维材料 织就美好生活（开卷知新）

 
 

 

　　图为青岛即发盛宝纺织有限公司纺织智能生产线正在生产高端纤维。
　　梁孝鹏摄（新华社发）

 

 
 

　　2024年6月，嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开，这一抹亮眼的“中国红”由玄武岩拉成的细丝织就，代表了纤维材料技术前沿。早在远古时期，人类就开始利用动物皮毛、树皮和草叶等天然纤维材料制成衣物抵御寒冷。与人类社会同步发展的纤维材料，正借助一系列新技术焕发新貌，从缝制衣服的布料演进为服务于衣食住行和生产生活方方面面的先进基础材料。

　　一项与人类“同龄”、始终在发展创新的实用技术

　　纤维材料技术诞生于实用需要。伴随体毛逐渐退化，人类学会了从亚麻、棉花、羊毛和蚕丝等动植物中提取纤维，将其精制成更为柔软和耐用的布料。在古印度，棉花被织成布料，由此传遍世界各地；古埃及人用亚麻制作衣物；中国的丝绸不仅实用与美感兼具，也以此为纽带形成了沟通世界的丝绸之路，推动了贸易发展与文明交流。这些天然纤维来自大自然，从原有材料或人工饲养培植的动植物身上直接取得，普遍具有较好的吸湿性、透气性、亲肤性和环境友好特性，主要应用于纺织工业。

　　天然纤维细度和长度不均匀、伸长能力弱，化学纤维技术应运而生。早在1664年，科学家提出设想：对天然高分子或人工合成高分子材料进行加工处理，制成纤维材料。但由于当时人们对纤维的基本结构知之甚少，这一想法直到200多年后的19世纪才得以实现。1891年，人造丝（粘胶纤维）首次制造成功，标志着人类开始有能力制造化学纤维。1935年，聚酰胺纤维的发明，开创了合成纤维的历史。这种纤维材料还有一个人们熟悉的俗称：尼龙。尼龙的耐磨性是棉花的10倍，强度比棉花高1—2倍、比羊毛高4—5倍，能经受上万次弯折而不断裂，化学稳定性强，是衣物、绳索等的理想材料，在多个领域迅速取代天然纤维。紧随其后，由有机二元酸和二元醇通过化学缩聚得到的合成高分子制成的聚酯纤维（涤纶）、以石油精炼副产物丙烯为原料制成的聚丙烯纤维（丙纶）等合成纤维相继问世。

　　除了尼龙、涤纶、丙纶，常见的合成纤维还有腈纶、氯纶、维纶、氨纶和聚烯烃弹力丝，等等。这些纤维材料均由合成的高分子化合物制成，就像自然界中的新物种，以其独有的特性和优势，拓宽了纤维材料的应用范围，不仅在日常生活中扮演着重要角色，还在工业生产中展现出巨大的潜力。

　　20世纪下半叶，合成纤维材料迎来高速发展时期。随着人工合成高分子材料的大量涌现和现代高分子科学的进步，高性能纤维作为合成纤维家族的新成员逐渐崭露头角。科学家们巧妙利用分子设计、高分子合成与纤维加工技术，创造出一系列性能优异的先进纤维材料。比如，碳纤维是一种含碳量在90%以上的高强高模纤维，具有高强度、轻质和耐高温特性，直径只有头发丝的1/10至1/12，强度却是铝合金的4倍以上，在航空航天、体育器材和高铁汽车等领域大显身手。又如芳香族聚酰胺纤维（芳纶），以其防弹、防火和耐化学腐蚀的特性，在工业防护和军事领域有着重要地位。还有超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维，以其极高的强度和优异的耐磨性能，成为高强度绳索的首选。

　　能感知、可穿戴、应用广，新型纤维材料有望让科幻场景变成现实