美国康奈尔大学：用纳米技术改良棉纤维

牟汝佳

近日，美国康奈尔大学宣布，该校研究人员对棉纤维进行改性获得成功。经他们处理的棉纤维可以杀灭细菌，导电，防止疟疾等病菌的侵入，可捕捉有害气体，还能把无线电信号植入T恤衫或其他服装。

主导这一研究项目的纤维科学教授胡安·海内斯特劳认为，棉纤维是一种最具有神奇功能，又最被误解的材料。人类已使用它数千年，却还没有完全认识它。胡安教授为研究这一领域，整日呆在纳米技术实验室内，把其视为自己的世界。他认为，人类是可以通过原子控制纤维素纤维材料的分子结构。

胡安教授的学生已成功地把棉纤维整合入电子元器件，使棉纤维成为带有导电功能的材料。他们甚至还将棉纤维整合为半导体、热传感功能的材料，但却不是带有电子元器件的织品，相反，他们开发的织品却能与电子元器件很好地结合。

用棉纤维传导无线电或其他信号是一种奇迹，它给电子与纺织品的无缝融合带来了新的远景，这给我们的穿戴带来了无与伦比的新用途。利用棉纤维不规则的内部结构，胡安教授和他的学生将其加入纳米金粒子涂层，与半导体和导体聚酯相结合，改变了天然棉纤维的特性，使其朝着人类需要的方向发展。

如今，已有人成功地利用超薄太阳能镶板和衣服棉线给iPhone充电。这是因为服装能够把攫取的阳光转换成电能，这已成为不争的事实。当然，也能给其他手提设备充电。不仅如此，多功能衬衣可测量心率，通过分析汗液检测体征，或将仪器缝入枕头，监控脑电波，或检测体内凉寒程度。

由于涂层相当薄，完全没有破坏棉纤维的柔韧度，因此这一改性得以成功。要知道，纤维材料几乎涵盖了我们生活设施的方方面面：鞋子、汽车坐垫、滤清器、牙刷、轮胎和各种纺织品。

因此，这一项目的成功意义十分重大。人们在此之前就已开发出多种类似的功能，但那些相关的纤维不是太脆弱就是太沉重，而不像康奈尔大学改良的棉纤维，具有多功能且还具有亲密环保性，能纺织、缝纫和编制，无一不可。

另一重要原理是让合成纳米粒粘附在棉纤维上，可起多种作用，如创造表层色彩以替代染料，杀灭细菌，使人类免受各种疾病之苦。胡安教授的两位学生一起创造了一种可预防疟疾蚊虫叮咬的有机金属服，称为MOFs。所谓金属服，只是其分子结构类似于金属。而另一些学生则利用MOFs发明了专用防毒面罩和吸收煤气的装置。

胡安教授认为，他们最终目的是，将传统的天然纤维转换为工程材料，以产生更多功能，顺应人类的各种需求。为此，未来的纺织专家就应该是化学家、材料学专家、设计大师，这样才能适应未来的需求，而开发的产品不乏柔韧性和舒适度。

（据美国纺织创新网最新资料http：//www.innovationintextiles.com/cornell-university-uses-nanotech-to-transform-cotton-fibres/）