生物质技术与服装新材料的研发 苏晓贺18301050191 何为生物质技术?顾名思义,以生物质为核心的技术。想必不少人心中早已有了生物质这 个概念,实际上,生物质在我们身边随处可见。你见到的蜘蛛、大树等等所有的动植物乃至 微生物均为生物质。生物质能则是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式,它一直 是人类赖以生存的重要能源之一,是仅次于煤炭、石油、天然气之后第四大能源,在整个能 源系统中占有重要的地位。在资源极度紧缺的今天,作为可再生能源的生物质能似乎为我们 照亮了前进的路 由此可见,生物质定义如此的宽泛,自然而然生物质技术也必定是多众多样。但此处我想 讨论的是生物质技术在纺织服装行业中的应用。 生物技术在纺织服装行业的衍进 生物技术在纺织服装行业的衍进可用下列图表表现出来 生物学 生物技术 仿生技术运用 生物质材料开发 智能纤维及面料 能 及面料 超能型纤维及面料 生性强纤维与面料 用性纤维及面料 仿生技术我们暂且不谈,所谓生物质材料是针对煤炭、矿石、石油等化石类资源而言的。 全世界现有化石资源贮备有限,且再生性差,总有一天会枯竭。因此,自然界中可再生的 生物物质又重新被人所重视。在自然环境中,一些动植物的派生物质或废弃物质,乃至某 些微生物都是生物质材料的来源。利用生物技术可以将一些废弃或残留的生物质进行分解 改性、改形,再经过加工形成另一类新型的实用性强、能满足人类生活需求的材料。生物 质材料有传统和现代之分,在纺织行业,应该说棉、麻、丝、毛类纤维属于传统的生物质 材料,而牛奶、大豆、玉米、莱赛尔、莫代尔、竹乃至甲壳素等新近研发的纤维则应归入 现代新型生物质材料范畴中。在纺织行业,现代生物质开发可以生成再生性强和再利用性
生物质技术与服装新材料的研发 苏晓贺 18301050191 何为生物质技术？顾名思义，以生物质为核心的技术。想必不少人心中早已有了生物质这 个概念，实际上，生物质在我们身边随处可见。你见到的蜘蛛、大树等等所有的动植物乃至 微生物均为生物质。生物质能则是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，它一直 是人类赖以生存的重要能源之一，是仅次于煤炭、石油、天然气之后第四大能源，在整个能 源系统中占有重要的地位。在资源极度紧缺的今天，作为可再生能源的生物质能似乎为我们 照亮了前进的路。 由此可见，生物质定义如此的宽泛，自然而然生物质技术也必定是多众多样。但此处我想 讨论的是生物质技术在纺织服装行业中的应用。 一、生物技术在纺织服装行业的衍进 生物技术在纺织服装行业的衍进可用下列图表表现出来： 仿生技术我们暂且不谈，所谓生物质材料是针对煤炭、矿石、石油等化石类资源而言的。 全世界现有化石资源 贮备有限，且再生性差，总有一天会枯竭。因此，自然界中可再生的 生物物质又重新被人 所重视。在自然环境中，一些动植物的派生物质或废弃物质，乃至某 些微生物都是生物质 材料的来源。利用生物技术可以将一些废弃或残留的生物质进行分解、 改性、改形，再经 过加工形成另一类新型的实用性强、能满足人类生活需求的材料。生物 质材料有传统和现 代之分，在纺织行业，应该说棉、麻、丝、毛类纤维属于传统的生物质 材料，而牛奶、大 豆、玉米、莱赛尔、莫代尔、竹乃至甲壳素等新近研发的纤维则应归入 现代新型生物质材 料范畴中。在纺织行业，现代生物质开发可以生成再生性强和再利用性
两大类材料 生物质技术与服用新材料研发 在再生性强方面,或许竹纤维及面料最具代表性。研究结果表明,竹子是地球上生长速 度最快的植物,生长过程中不需化肥和农药,耗水量也不多,可以防止水土流失,并且能 够抵抗洪水和干旱。在相同空间内,竹子能比普通树木、植物多制造30%的氧气,因而有 助于减缓全球气候变暖。因此,竹纤维是一种更为“低碳”纺织原材料。竹纤维具有良好 的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性,同时又具有天然抗菌、抑 菌、除螨、防臭和抗紫外线等功能,经过适当的加工处理,竹纤维比棉纤维更柔软,与真 丝和羊绒的质地相似。专家指出,竹纤维是一种真正意义上的天然再生性强的绿色纤维, 前已经在行业内研发、推广。竹纤维的形成有两种途径:一种是天然类“竹原纤维”,它是 采用物理、化学相结合的方法制取。制取过程为:竹材一制竹片一蒸竹片一压碎分解一生 物酶脱胶一梳理纤维一纺织用纤维:另一种是化学类“竹粘胶纤维”,它包括竹浆纤维和竹 炭纤维两类。竹浆纤维是将竹片打成浆,然后将浆制成浆粕,再通过湿法纺丝制成,其制作 加工过程基本与其他粘胶相似,但采用这种方法加工,竹子的天然特性会遭到破坏,纤维 的除臭、抗菌、防紫外线功能明显下降。竹炭纤维是选用纳米级竹炭微粉,经过特殊工艺 加入粘胶纺丝液中,再经过近似于常规纺丝工艺纺出的纤维产品 图四依次为竹原纤维、竹浆纤维、竹炭纤维
两大类材料。 二 、生物质技术与服用新材料研发 在再生性强方面，或许竹纤维及面料最具代表性。研究结果表明，竹子是地球上生长 速 度最快的植物，生长过程中不需化肥和农药，耗水量也不多，可以防止水土流失，并且 能 够抵抗洪水和干旱。在相同空间内，竹子能比普通树木、植物多制造 30％的氧气，因而 有 助于减缓全球气候变暖。因此，竹纤维是一种更为“低碳”纺织原材料。竹纤维具有良 好 的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，同时又具有天然抗菌、 抑 菌、除螨、防臭和抗紫外线等功能，经过适当的加工处理，竹纤维比棉纤维更柔软，与 真 丝和羊绒的质地相似。专家指出，竹纤维是一种真正意义上的天然再生性强的绿色纤维，目 前已经在行业内研发、推广。竹纤维的形成有两种途径：一种是天然类“竹原纤维”，它是 采 用物理、化学相结合的方法制取。制取过程为：竹材—制竹片—蒸竹片—压碎分解—生 物酶脱胶—梳理纤维—纺织用纤维；另一种是化学类“竹粘胶纤维”，它包括竹浆纤维和竹 炭纤维两类。竹浆纤维是将竹片打成浆，然后将浆制成浆粕，再通过湿法纺丝制成，其制作 加工 过程基本与其他粘胶相似，但采用这种方法加工，竹子的天然特性会遭到破坏，纤维 的除 臭、抗菌、防紫外线功能明显下降。竹炭纤维是选用纳米级竹炭微粉，经过特殊工艺 加入 粘胶纺丝液中，再经过近似于常规纺丝工艺纺出的纤维产品
Natural Original bamboo Fiber production Flow Bamboo Bamboo sheet Bamboo Threadiness Bio-enzyme Degumming Original BambooFiber New Green Natural and Eco-friendly Textile Fiber--NaturalOrigianl Bamboo Fiber(Naturalbamboo Fiber) More Anti--bacterrial Deodorant, Anti--UV,Moisture Permeability than Bamboo Viscose(Bamboo Pulp Fiber )Products Bamboo Viscose(Bamboo Pulp Fiber )Production Flow Chamical Bamboo Fiber Production Flow, It looks like viscose Production Flow. CHEMICAL BAMBOOFIBER BAMBOO CHARCOAL FIBER PRODUCTION FLOW BAMBOO VISCOSE CHARCOAL FIBER CHEMICALBAMBOOFIBER 在再利用性材料方面,目前以莱赛尔纤维及面料最为突出,堪称为21世纪的第一绿色纤 维。莱赛尔( Lyocel1)纤维,俗称“天丝”,它以针叶树种的树皮为原料,这种天然植物在 自然界中取之不尽用之不竭。生产过程无需进行化学反应,所用溶剂无毒,且回收率高达 99.7%,节能、环保,且可循环利用。作为一种全新的纺织服装面料,莱赛尔纤维于20世 纪90年代中期在欧洲问世,被誉为近半个世纪以来人造纤维史上最具价值的产品。它不仅 具有天然纤维棉花所具有的舒适性、手感好、易染色等特点,还同时具有涤纶的“强度 毛织物的“豪华美感”和真丝独特的“滑爽触感”及“柔软垂坠″等特点。无论在干或湿的 状态下,莱赛尔纤维均极具韧性,在湿的状态下,它是第一种湿强力远胜于棉纤维的纤维素 纤维。另外,由于莱赛尔纤维采用百分之百纯天然原料,加上助剂可回收式环保、清洁的制 造流程,形成了传统粘胶纤维生产所不具备的环保优点,让人们的穿衣方式更加体现保护自 然环境和以自身健康安全为本,完全符合现代绿色环保消费需求。莱赛尔纤维的另一大特点 是可以纯纺,也可与棉、毛、丝、麻、化纤、羊绒等其他纤维混纺交织,适用于各类纺织机 织、针织纱线与织物的研发 此外,利用生物技术,从类似于虾蟹外壳、麦秸秆、香蕉皮、咖啡渣等各种生物废物 中提取纺织纤维和材料,也属于再利用性材料开发范畴
在再利用性材料方面，目前以莱赛尔纤维及面料最为突出，堪称为 21 世纪的第一绿 色纤 维。莱赛尔(Lyocell)纤维，俗称“天丝”，它以针叶树种的树皮为原料，这种天然植物在 自然界中取之不尽用之不竭。生产过程无需进行化学反应，所用溶剂无毒，且回收率 高达 99．7％，节能、环保，且可循环利用。作为一种全新的纺织服装面料，莱赛尔纤维于 20 世 纪 90 年代中期在欧洲问世，被誉为近半个世纪以来人造纤维史上最具价值的产品。 它不仅 具有天然纤维棉花所具有的舒适性、手感好、易染色等特点，还同时具有涤纶的“强度”、 毛织物的“豪华美感”和真丝独特的“滑爽触感”及“柔软垂坠"等特点。无论在干或湿的 状态下，莱赛尔纤维均极具韧性，在湿的状态下，它是第一种湿强力远胜于棉纤维的纤维素 纤维。另外，由于莱赛尔纤维采用百分之百纯天然原料，加上助剂可回收式环保、清洁的制 造流程，形成了传统粘胶纤维生产所不具备的环保优点，让人们的穿衣方式更加体现保护自 然环境和以自身健康安全为本，完全符合现代绿色环保消费需求。莱赛尔纤维的另一大特点 是可以纯纺，也可与棉、毛、丝、麻、化纤、羊绒等其他纤维混纺交织，适用于各类纺织机 织、针织纱线与织物的研发。 此外，利用生物技术，从类似于虾蟹外壳、麦秸秆、香蕉皮、咖啡渣等各种生物废物 中提取纺织纤维和材料，也属于再利用性材料开发范畴
图五显微镜下莱賽尔纤维的横截面和纵截面图 三、生物技术未来在纺织行业中的研究应用 未来,生物化学品及生物质纺织品应当成为纺织服装行业技术创新、产品创新应用研究发 展的方向和重要内容。所谓生物化学品是指依靠生物物质,采用物理及化学方式演化而成的 环境友好、无害及可持续发展的化工产品,在纺织服装生产领域多用于印染、整理和深加工 方面:而生物质纺织品则是指通过采用动植物再生强特点或废弃物质乃至有益菌种研发的绿 色纺织品。它们均在安全、环境友好及可持续发展方面具有比较突出的优势。 图六英国科学家发明的新生物质服装(面料系用茶叶水+微生物生成) 无论是生物化学品,还是生物纺织品的研发,都离不开生物技术运用。因为如果要利用动 植物,乃至微生物等各种生物物质,就必须了解其生存条件需求,认识其生长、运动规律 掌握其构造、特点,寻求其可利用的长处,以及培育、加工、处理的可行性方式与手段。所 以,生物技术在生物化学品及生物质纺织品的研发和成果化推进过程中,将是必不可少的, 具有重要应用价值的技术,需要认真把握。毫不夸张地说,生物技术在纺织服装行业的推广 运用,关乎到整个行业的绿色、环保和可持续发展,其重点研究方向已经成为世界性纺织科 技的前沿问题。 结语 综上所述,服用新材料多样化的开发,主要还是依赖于科技进步与创新,而注重类似 仿生学、生物质技术等前沿科技研发方式,就能够激发创新思维,增添创新手段,争取研发 出更多新功能、新创意的服用材料,并通过推广应用,更好地满足人民提高生活质量和美化 生活的需求。在利用生物技术方面,纺织服装行业已经有所收获,未来还须不断探索和深
三、生物技术未来在纺织行业中的研究应用 未来，生物化学品及生物质纺织品应当成为纺织服装行业技术创新、产品创新应用研究发 展的方向和重要内容。所谓生物化学品是指依靠生物物质，采用物理及化学方式演化而成的 环境友好、无害及可持续发展的化工产品，在纺织服装生产领域多用于印染、整理和深加工 方面；而生物质纺织品则是指通过采用动植物再生强特点或废弃物质乃至有益菌种研发的绿 色纺织品。它们均在安全、环境友好及可持续发展方面具有比较突出的优势。 无论是生物化学品，还是生物纺织品的研发，都离不开生物技术运用。因为如果要利用动 植物，乃至微生物等各种生物物质，就必须了解其生存条件需求，认识其生长、运动规律， 掌握其构造、特点，寻求其可利用的长处，以及培育、加工、处理的可行性方式与手段。所 以，生物技术在生物化学品及生物质纺织品的研发和成果化推进过程中，将是必不可少的， 具有重要应用价值的技术，需要认真把握。毫不夸张地说，生物技术在纺织服装行业的推广 运用，关乎到整个行业的绿色、环保和可持续发展，其重点研究方向已经成为世界性纺织科 技的前沿问题。 结语 综上所述，服用新材料多样化的开发，主要还是依赖于科技进步与创新，而注重类似 仿生学、生物质技术等前沿科技研发方式，就能够激发创新思维，增添创新手段，争取研发 出更多新功能、新创意的服用材料，并通过推广应用，更好地满足人民提高生活质量和美化 生活的需求。 在利用生物技术方面，纺织服装行业已经有所收获，未来还须不断探索和深
入研究。要通过把握“生物技术运用普及”的发展趋势,重视基础性研究,重视民用推广 要加强与生命科学、计算机设计、信息工程以及物理、化学、生物学等学科的联手,并注 重产学研用等方面的交流与沟通。以此而论,纺织服装行业在继续利用生物技术方面,一定 还会有新的更大的突破
入研究。 要通过把握“生物技术运用普及”的发展趋势，重视基础性研究，重视民用推广， 要加强 与生命科学、计算机设计、信息工程以及物理、化学、生物学等学科的联手，并注 重产学研用等方面的交流与沟通。以此而论，纺织服装行业在继续利用生物技术方面，一定 还会有新的更大的突破