納米技術(shù)是近年出現(xiàn)的一門高新技術(shù)，是用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的技術(shù)，除物理和化學(xué)方面的研究之外，多用于虛假宣傳。對(duì)現(xiàn)在普通消費(fèi)者而言，納米技術(shù)顯得熟悉而又陌生。但在可以預(yù)見的將來，納米技術(shù)將在紡織服裝方面獲得廣泛的應(yīng)用。
日前，由上海工程技術(shù)大學(xué)服裝學(xué)院教授沈勇領(lǐng)銜的紡織化學(xué)與染整工程科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)科研成果《高性能納米光觸媒功能性紡織品的加工關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化》獲得上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
凈化空氣的紡織品
早在2006年，日本多家公司就開始了空氣凈化紡織品的嘗試，部分公司生產(chǎn)的滌綸織物可以凈化甲醛、氨水、醋酸等物質(zhì)，還有一些腈綸可以通過化學(xué)吸收的方式消除氨氣，而另一款滌綸則對(duì)乙醛有很強(qiáng)的去除作用，而乙醛就是煙草的主要成分。
而沈勇帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)此次研制的一種納米催化材料，在光的作用下就可以降解空氣中的甲醛、苯等有害有機(jī)物，這些有機(jī)物將被分解成水和二氧化碳，從而達(dá)到凈化空氣的效果。經(jīng)過鑒定，這項(xiàng)科研成果集自清潔、凈化空氣、抗菌、除臭、抗紫外線等功能于一身。
談到最初立項(xiàng)，沈勇教授告訴記者：“現(xiàn)在很多新聞報(bào)道有孩子坐了剛買的新車，或者住進(jìn)新房子不久就得了白血病，雖然現(xiàn)在醫(yī)學(xué)上不能確定甲醛等有害物質(zhì)是致病的主因，但我們還是希望找到一種能夠凈化空氣的材料避免空氣污染對(duì)人體的傷害。”
在不斷的研究中，他發(fā)現(xiàn)納米光催化材料和紡織纖維能夠作為一種高效和持久性的光催化等符合多功能紡織品，降解或分解環(huán)境中的揮發(fā)性有機(jī)物，可應(yīng)用于日常生活中和某些特殊場(chǎng)合，達(dá)到“凈化空氣”的作用。
更令人驚喜的是，該產(chǎn)品不但能夠凈化空氣，還具有防紫外線、抗菌除臭等多個(gè)功能。與之相比，日本的空氣凈化紡織品顯得功能較為單一，使用不便。
但是，要將納米光催化材料和紡織纖維結(jié)合需要大量的研究工作，此前已有很多研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了相關(guān)嘗試。
有團(tuán)隊(duì)采取了，溶液共混或熔體共混方法將納米材料與纖維聚合物混合，制得功能性纖維及織物，這解決了納米分子需要與纖維牢固結(jié)合的問題，但一個(gè)新問題隨之而來：這樣制成的納米材料極易團(tuán)聚，并可能伴有雜質(zhì)，不容易控制。
另外的方法是通過粘合劑把納米材料“粘”在紡織品的表面。而這樣的紡織品不易清洗，且面料手感粗糙。
通過近十年的研究，沈勇終于找到了一個(gè)解決方法：利用結(jié)構(gòu)改性的化學(xué)方法，使得納米材料帶上反應(yīng)性化學(xué)基團(tuán)能直接與纖維反應(yīng)實(shí)現(xiàn)共價(jià)鍵緊密鏈接，這種化學(xué)結(jié)合不僅保證了面料的手感，不含任何添加粘合劑，還利用了織物原材料的特性，綠色環(huán)保。
他介紹道，該項(xiàng)目最為關(guān)鍵的是在納米粒子均勻分散及其與纖維的堅(jiān)牢結(jié)合過程中的相關(guān)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破，完成了多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。
通過這一項(xiàng)目，他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了改性納米二氧化鈦在紡織品功能整理上的“一步法”水解制備應(yīng)用技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)，研發(fā)了改性納米二氧化鈦在紡織品上的可行整理工藝，解決了納米粒子在纖維上的均勻分散及其與纖維堅(jiān)牢結(jié)合的問題，開發(fā)了系列織物光觸媒、抗菌、抗紫外線多功能整理劑，建立了納米多功能紡織服裝面料、家用紡織品、汽車內(nèi)飾用紡織品的生產(chǎn)基地。
快速攻關(guān)需產(chǎn)學(xué)研一體
談到這一項(xiàng)目的成功，沈勇表示，在科研中，產(chǎn)學(xué)研一體的研發(fā)模式功不可沒。
為了早日研發(fā)成功，沈勇的研發(fā)團(tuán)隊(duì)與多家企業(yè)進(jìn)行了合作，采用了課題負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)制，產(chǎn)品開發(fā)方面充分利用項(xiàng)目單位現(xiàn)有的產(chǎn)學(xué)研用一體化條件，將所開發(fā)的技術(shù)快速應(yīng)用到規(guī)模生產(chǎn)中，縮短了技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)完成的過程和時(shí)間，產(chǎn)品生產(chǎn)方面主要利用項(xiàng)目單位現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，同時(shí)將較為專業(yè)的加工委托給專業(yè)廠家按技術(shù)要求進(jìn)行生產(chǎn)，這樣既可保證項(xiàng)目正常的投入和成本，又可帶動(dòng)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動(dòng)發(fā)展。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過定期總結(jié)課題經(jīng)驗(yàn)，研究成果通過產(chǎn)學(xué)研用平臺(tái)及時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，為技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化提供良好的氛圍和必要的配套措施。
而與之合作的上海八達(dá)紡織印染服裝有限公司、上海龍頭家紡有限公司、上海汽車地毯總廠有限公司也在科研項(xiàng)目中得到了良好的發(fā)展。
記者還了解到，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)依托2013年立項(xiàng)的上海市研發(fā)公共服務(wù)平臺(tái)“上海服裝創(chuàng)意設(shè)計(jì)與數(shù)字化技術(shù)公共服務(wù)平臺(tái)”，聯(lián)合上海八達(dá)紡織印染服裝有限公司、上海龍頭家紡有限公司、上海汽車地毯總廠有限公司等為上海紡織服裝產(chǎn)業(yè)研究開發(fā)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供各類信息和服務(wù)支撐。
目前這項(xiàng)研究已申請(qǐng)了十余項(xiàng)發(fā)明專利，有六項(xiàng)已獲得了授權(quán)，多項(xiàng)填補(bǔ)了中國(guó)在該領(lǐng)域內(nèi)的空白。
沈勇說：“目前我們已經(jīng)和相關(guān)企業(yè)達(dá)成共識(shí),將合作繼續(xù)深入納米材料在紡織材料中的應(yīng)用研究，制造相關(guān)原材料，開發(fā)和賦予紡織品更多的功能，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域也希望能有更多的納米功能紡織產(chǎn)品很快面世”。