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文檔簡介

1、纖維的開展方向 研 制 開 發(fā) 中 的 仿 生 纖 維成都紡織高等??茖W(xué)校染化系 鄭光洪仿生纖維根本原理 利用生物的構(gòu)造和性質(zhì),為工程技術(shù)提供新的設(shè)計(jì)思想及任務(wù)原理的仿生學(xué),在20世紀(jì)60年代開場(chǎng)開展,介于生物科學(xué)與工程技術(shù)科學(xué)之間的邊緣學(xué)科 根底是模擬:模擬生命系統(tǒng)的構(gòu)造和任務(wù)原理,例如模擬魚尾,在船只的后部裝上舵,處理船定向問題;模擬鳥的翅膀,設(shè)計(jì)出了飛機(jī)的機(jī)翼;根據(jù)昆蟲的嗅覺器官將化學(xué)反響轉(zhuǎn)化為電信號(hào),研制出靈敏的氣體分析儀;模擬人腦神經(jīng)元的構(gòu)造及其功能,開發(fā)具有邏輯推理才干的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),等等。 仿生纖維 基于仿生科學(xué)而進(jìn)展的各種新型資料的開發(fā)和研討正在各個(gè)領(lǐng)域廣泛開展,紡織纖維工

2、業(yè)也不例外、雖然生物的組織構(gòu)造和功能非常精細(xì)并難以捉摸,然而,一但了解到構(gòu)造與功能的聯(lián)絡(luò)方式,就可以在紡織纖維工業(yè)方面復(fù)制出所要求的具有生物功能的纖維產(chǎn)品,從而探求并開發(fā)與生物界對(duì)應(yīng)的仿生纖維和仿生紡織產(chǎn)品。1 荷葉構(gòu)造與超級(jí)防水織物 荷葉現(xiàn)像與構(gòu)造:水滴在荷葉上能聚成球形并四處滾動(dòng)、經(jīng)仔細(xì)察看,可以發(fā)緣由:荷葉外表有大量的微細(xì)凹凸構(gòu)造其外表均被一層外表張力很小的蠟狀物質(zhì)所覆蓋,水滴不能進(jìn)入荷葉內(nèi)部,水在荷葉上構(gòu)成水珠將空氣密封在荷葉外表的凹坑里,覆蓋在荷葉凹凸外表上的蠟狀物質(zhì)與空氣之間的復(fù)合界面起到了支撐水的作用 用超細(xì)纖維模擬荷葉構(gòu)造特征制成了具有類似荷葉構(gòu)造的織物、不僅有防水性,還兼具透

3、濕性和透氣性,可用于室外運(yùn)動(dòng)服、普通服裝及工業(yè)紡織品和覺得更為溫馨的滑雪服2 蝴蝶翅膀與金屬光澤 亞馬遜河流域的閃峽蝶周身閃爍一種鉆藍(lán)色的顏色,具有金屬般的光澤,被以為是最美麗的蝴蝶、閃峽蝶翅膀的鱗片上平行而整齊地陳列著板狀物,它們之間相距約 0 .7um、這種板狀物高約2um,兩側(cè)有類似蕨類植物葉狀的細(xì)小突起、經(jīng)對(duì)這種蝴蝶的仔細(xì)察看和對(duì)其翅膀形狀構(gòu)造的多次研討,發(fā)現(xiàn)當(dāng)光線射在蝴蝶翅膀的鱗片上時(shí),大部分入射光進(jìn)入狹縫,在壁內(nèi)部不斷反射、折射、于涉,并增大幅度,產(chǎn)生鮮明的深色光澤. 閃峽蝶的鱗片構(gòu)造可以添加藍(lán)色光波長的振幅,從而使相應(yīng)的顏色更加艷麗、更加深濃、據(jù)此科學(xué)家們仿照閃峽蝶翅膀的構(gòu)造形狀

4、,開發(fā)出多層扁平纖維織物: 這種纖維用兩種不同熱收縮率的聚酯混合熔融紡絲后進(jìn)展熱處置,并每隔0.20.3mm周期性地構(gòu)成一個(gè)扭曲螺旋的纖維, 用這種螺旋纖維織成織物后,可使入射光在纖維的平行部與垂直部來回折射,產(chǎn)生深濃閃爍的金屬般的艷麗光澤、用這種纖維織成的面料,不但有艷麗的閃色效果,而目還有柔軟和褶皺精巧的特點(diǎn),適于制造襯衫和外套,可賦予其新的觀感。3蛾的角膜與超微坑纖維超微坑纖維:模擬夜蛾角膜而獲得的一種具有深色光澤的纖維,纖維的顏色除自另發(fā)光外還取決于光的反射、穿透、吸收三要素。纖維色澤深度與資料的折射率、纖維纖度、截面外形和纖維的外表形狀等有關(guān)、 夜蛾 根本性能屬于夜間活動(dòng)的昆蟲:可以

5、逃過具有超聲波射線器官的蝙幅的追捕緣由:夜蛾的角膜外表整齊地陳列著微細(xì)圓錐狀的突起構(gòu)造,可以防止夜晚微弱光反射的損失,使光線穿透眼角膜球晶體,從而及時(shí)覺察由蝙幅發(fā)出的超聲波射線而逃脫追捕;像靖蜒和蜜蜂這種白天活動(dòng)的昆蟲卻沒有這種構(gòu)造。所以,當(dāng)在纖維外表制成像夜蛾角膜那樣的突起構(gòu)造,即構(gòu)成每平方厘米10億個(gè)微坑的凹凸構(gòu)造后,纖維外表可以導(dǎo)致入射光呈散射狀,從而添加纖內(nèi)部對(duì)入射光的吸收而減少光的反射率,提高黑色感。由于這種構(gòu)造外表可使正反射光減少,結(jié)果纖維織物的色澤加深,精度提高了4 會(huì)呼吸的纖維 人體生物化學(xué):人體運(yùn)動(dòng)時(shí),由于機(jī)體代謝加強(qiáng),體內(nèi)氧的耗費(fèi)和二氧化碳的生長都在添加。其添加程度取決于骨

6、骼肌活動(dòng)的速率和強(qiáng)度、甚至在輕度運(yùn)動(dòng)剛開場(chǎng),體能耗費(fèi)即立刻添加,而攝入的氧卻不能立刻添加到完全由氧化供能所需求的量,尤其是在極猛烈的運(yùn)動(dòng)中,假設(shè)氧不能得到及時(shí)補(bǔ)充,運(yùn)動(dòng)終將不能耐久進(jìn)展。 當(dāng)然,經(jīng)過鍛煉可以提高機(jī)體的運(yùn)動(dòng)才干、但假設(shè)能為運(yùn)發(fā)動(dòng)提供一個(gè)充溢新穎氧的活動(dòng)環(huán)境,隨時(shí)為運(yùn)發(fā)動(dòng)補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)中耗費(fèi)的氧,那么,這個(gè)運(yùn)發(fā)動(dòng)一定有希望獲得奧運(yùn)會(huì)長跑的冠軍。 具有呼吸功能的纖維的開發(fā)原理:將類似于血液中對(duì)于呼吸作用有奉獻(xiàn)的血紅肌輔基的功能色素?fù)淞栈衔镒鳛檎T導(dǎo)體,以染色的方法大量固著于纖維高分于資料的外表,由于這種特殊功能色素具有與植物的光合成化合物葉綠素類似的機(jī)能,回此,當(dāng)它們固著在高分于纖維外表時(shí)

7、,可利用纖維資料所具有的柔軟和宏大外表積,充分吸收空氣中的水分或人體汗液,當(dāng)碰到光時(shí)被纖維資料所吸附的水分即可被分解,從而產(chǎn)生或建立構(gòu)成氧的體系。將這樣的纖維織物穿在身上,加之周圍適當(dāng)?shù)臏囟?,身體外表就會(huì)獲得新穎的氧,并經(jīng)過人體皮膚布滿的毛細(xì)管不斷向血液保送。在織物外表經(jīng)過金屬卟啉功能色素賦予纖維織物制造或建立氧氣系統(tǒng)的纖維正處于進(jìn)一步的研討之中,人們有希望借助這種纖維織物改善呼吸系統(tǒng),從而為提高運(yùn)發(fā)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)速率奠定根底,也為延伸人體皮膚的壽命,堅(jiān)持皮膚彈性,留住青春魅力提供一條有效的途徑。 5 變色龍與變色纖維 變色龍:會(huì)隨環(huán)境變化而改動(dòng)本身顏色的動(dòng)物。變色原理:變色類型涉及到受光、熱、液體

8、、壓力、電子射線等的作用而產(chǎn)生顯色、消色或變色;光敏變色:當(dāng)外部刺激源為光時(shí)稱光敏變色;熱敏變色:外部刺激源為熱時(shí)稱熱敏變色;與此類似的還有濕敏變色、壓敏變色、光電變色等等;目前,巳開發(fā)包括感光或感溫的可逆變色和濕敏變色的視覺纖維; 光色景象的產(chǎn)生:由于光可使某些化合物發(fā)生光裂解反響,導(dǎo)致能量形狀發(fā)生變化,化合物分子分解成離子或游離基,或發(fā)生氧化復(fù)原反響。典型的化合物有螺環(huán)吡喃系統(tǒng)和偶氮苯系統(tǒng)化合物、最近又研制出了更穩(wěn)定的螺環(huán)磺胺異錯(cuò)系統(tǒng)化合物,它使感光變色纖維織物在運(yùn)用過程中的顯色性、快速光致變色性以及洗滌牢度更為優(yōu)良 。美國已開發(fā)野戰(zhàn)用偽裝衣 .濕敏變色 利用反光顯色的采光珍珠與遇水產(chǎn)生透

9、明感的二氧化硅混合制成的泳裝己在日本市場(chǎng)銷售;變色遠(yuǎn)離:二氧化硅在枯燥形狀下可反射光線,泳裝顯現(xiàn)深色,但在潮濕或遇水后,二氧化硅變成透明,此時(shí)采光珍珠顯色,從而獲得變色效果,到達(dá)表達(dá)人體線條美的服飾要求 高科技纖維得展望 科學(xué)技術(shù)的迅猛開展,己勝利地開發(fā)出了眾多新型纖維,纖維科學(xué)從單純的“模擬向“發(fā)明開展、而使模擬生物界生物體系復(fù)雜、致密的功能和成形機(jī)理的新型功能纖維將不斷被開發(fā)出來、這是主導(dǎo)21世紀(jì)纖維及紡織工業(yè)的開展方向。由于高科技的更新,大量賦予更高智能遙控功能的纖維,如具有信息轉(zhuǎn)換功能、光電功能、導(dǎo)電功能、能源轉(zhuǎn)換功能、生物體相溶功能的纖維新種類,必將在未來的電子、能源及生命科學(xué)等各技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揚(yáng)宏大作用。這些新功能纖維的設(shè)計(jì)和開發(fā)所必備的根底研討是21世紀(jì)纖維科學(xué)任務(wù)者正在研討、開發(fā)的課題。21世紀(jì),是高度信息化的時(shí)代,也是使人類

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