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上色不用染!蘇大學生團隊研製出結構色纖維

  自然界擁有“神奇染色術”,蝴蝶的翅膀色彩斑斕,鳥兒(er) 的翅膀絢麗(li) 奪目……這些顏色是由翅膀特定結構產(chan) 生的結構色。結構色是由純物理結構產(chan) 生的顏色,它來源於(yu) 物體(ti) 表麵具有光學尺度的微納結構與(yu) 光相互作用產(chan) 生的光學效應。
  
  近期,蘇州大學紡織與(yu) 服裝工程學院的一支學生科研團隊基於(yu) 這一原理,實現了在結構色纖維研發上的突破,實現了布料上色無需印染。
     
  公司技術研發
  
  這支學生科研核心團隊由3名本科生、2名碩士研究生和1名博士研究生組成,團隊通過微流控技術,成功製備了具有皮芯結構的非晶結構色纖維——一種無需印染、綠色清潔的結構色纖維紗線。
  
  團隊成員經過多次實驗,成功優(you) 化製備結構色纖維的材料。在此基礎上,通過改變芯層中聚苯乙烯微球的尺寸得到了不同顏色的結構色纖維,紡絲(si) 後可製成覆蓋全部可見光譜顏色的結構色纖維。現代絲(si) 綢國家工程實驗室檢測報告顯示,該團隊製成的結構色纖維產(chan) 品摩擦色牢度、皂洗色牢度均達到行業(ye) 標準,無氟、無重金屬元素。   

實驗室結構色樣品

 
  在蘇州大學紡織與(yu) 服裝工程學院“雙師製”+“全過程”實踐指導模式下,2019級本科生韓穎從(cong) 大一就加入了該課題的研究,並在幾年間迅速成長為(wei) 團隊負責人。“我們(men) 在研究初期,實地走訪了蘇州市吳江區和湖州市南潯區多家印染廠,了解到傳(chuan) 統印染屬於(yu) 高汙染、高耗能行業(ye) ,環境汙染及能耗問題較為(wei) 嚴(yan) 重。高溫、高濕的漿紗和印染車間還可能導致紡織印染員工得職業(ye) 病。同時,印染本身也存在染色不勻、致敏等弊端。與(yu) 新興(xing) 染色技術相比,我們(men) 團隊研發的結構色技術直接省去印染這一步驟,不僅(jin) 能提高生產(chan) 效率,還能節能減排。”韓穎介紹說。
     
  目前,團隊以第一或共同第一作者在《ACS Nano》等國際知名期刊上發表SCI論文9篇,以第一發明人申請發明專(zhuan) 利3項,實用新型專(zhuan) 利12項。2020年,以該技術為(wei) 依托的湖州一泓環境科技有限公司成立,擁有專(zhuan) 業(ye) 的技術研發實驗室和生產(chan) 線,並通過ISO等相關(guan) 資質認證,與(yu) 多家企業(ye) 達成合作。

合作企業(ye) 製成的結構色衣服


  “結構色纖維有助於(yu) 實現紡織業(ye) 的綠色發展,有比較大的發展前景。我們(men) 的產(chan) 品可應用於(yu) 家用紡織、戶外用品、旗幟橫幅等領域。”該團隊的指導老師、紡織與(yu) 服裝工程學院院長張克勤教授在談到未來的發展時說:“我們(men) 會(hui) 繼續拓展產(chan) 品應用場景,比如通過加入其他化學物質,進一步探索結構色技術在高端防偽(wei) 科技和顏色傳(chuan) 感器領域的應用。同時也會(hui) 進一步提高結構色纖維飽和度和亮度,通過電腦模擬的方法探究能夠讓微球在微觀上排列更規整的紡絲(si) 條件。”