靜電紡絲納米纖維：“”的薄膜

納米纖維產品（pǐn）展室

納米纖維防護口罩

    文·本報記者 滕繼濮

　　當李從（cóng）舉把一大卷一米寬,類似於生料帶一樣的東西擺在桌子上時，記者（zhě）還沒意識到，這些材料可能是很多產業的未（wèi）來，而麵前這個戴著眼鏡嗓音洪亮的北京服裝學院年輕的教授，也是目前國內*可以將其低成本批量（liàng）化生產（chǎn）的人。

    “"薄膜功（gōng）能奇特

    這是一卷白色的薄膜，觸感也與生料帶非常相似，像傳統布匹店裏的布一樣卷著（zhe）。

    就是這卷不太起眼的薄膜（mó），讓北（běi）京（jīng）服裝學院這座有著紡織學科傳統的高校，時隔十四年之後，再獲香港桑麻紡織科技獎一等獎。該獎是紡織行業內的獎項，終評委（wěi）員會由包括行業內的8位院士一齊評出。

    這（zhè）種薄膜就是傳說中的靜電（diàn）紡絲功能性納米纖維（wéi）膜，一種功能強大的新材（cái）料。有多強？

    李從舉笑著告訴記者，有同（tóng）事（shì）隔著它抽煙，發覺香煙沒（méi）什麽味道了——這隻是從一個側麵反（fǎn）應了其過濾效果。

    如果用作口罩。這是一種（zhǒng）的過濾（lǜ）材料，可以很好地過濾PM2.5以及各種病毒、雜質的同時，通氣更容易，這讓人呼吸起來順暢得多。而（ér）與目前大多空氣淨化器中使用的（de）HEPA（過濾膜（mó））相比，相同的過濾效果下，納米（mǐ）纖維過濾膜的（de）空氣通（tōng）過率更高，膜兩側壓力差也更小。更（gèng）為（wéi）關鍵的一（yī）點是，成本低。

    如果用於電池（chí）。把納米纖維膜用作動（dòng）力鋰電池（chí）隔膜，可以提高電（diàn）池功率，減小內部（bù）消耗，還能提升其內部電化學性能，尤其可以極大地改善磷酸鐵鋰電池低溫性能（néng），甚（shèn）至在零下40℃也能正常工作。

    如果用來製衣。納米纖維膜可以把細小水滴（毛毛雨）擋在外（wài）麵，隻允許水蒸氣分子透過，這正是戶外運動服裝和特種防護服裝需要的材（cái）料特性。

    如果用作油水分離。目前海洋石油泄露事件都是用吸油棉（mián）處理，而如果采用這種材料吸附原油，不但效果更好，也能大幅降低成本。

    另外，電紡絲納米纖維無（wú）紡膜具有高孔隙率、低滲（shèn）透阻力的特點，可以製成高通量（liàng）、低能耗的便攜式超濾膜紡織品（如手絹），用（yòng）於戶外快（kuài）速淨水，為*訓練（liàn）、作戰、森林（lín）救火、旅（lǚ）遊、野外作業、探險、礦業等快速提供清潔水源，做好後勤保障。

    還有，有些被開發出來的應用，甚至連李從舉都沒有想（xiǎng）到過。在他看來，一定還會有。

    結（jié）構精細“帶（dài）電"生產
    這種材料的（de）特殊性能來自（zì）於其特殊結構。纖維的直徑（jìng）可達200納米，甚至更細，這（zhè）比頭發絲細了幾百倍，意味著其比表麵積（單位質量物料
所具有的總麵積）非常大（dà），用其製成的材料也因此具備很（hěn）多特殊功能。

    “看起來是（shì）一層細膩的薄膜，但如果用顯微鏡觀察，就能看到其（qí）內部有很多小孔。"李從舉說。

    要得（dé）到這樣的纖維膜需要通過靜電紡絲技術。靜電紡絲是一種（zhǒng）能夠直接、連續製備（bèi）聚合物納米纖維的方法，它可以將（jiāng）聚酯（zhǐ）、聚氨酯、聚乙烯等聚合物，紡（fǎng）製出直徑範圍從小（xiǎo）於3 納米到超過（guò）1微米的超細纖維，並沉積在接收（shōu）板上得到無紡布。

    “普通編織是把線（xiàn）絲用機械力牽（qiān）拉（lā）編（biān）製，靜電紡絲是先將聚合（hé）物溶液加（jiā）上三萬伏特高（gāo）壓，使其極化，然後（hòu）在電（diàn）場力的作用下把（bǎ）材料拉出來（lái）紡織。"李從舉簡單地說明了（le）一下原理。

    記者查閱的資料顯示，靜電（diàn）紡絲不同於傳統的紡絲（sī）加工技術，其主要是借助於高壓靜電場使聚合物溶液或熔體帶電並產生形變（biàn），在噴頭（tóu）末端處（chù）形成（chéng）懸垂的錐狀液滴，當液滴表麵的電荷斥力超（chāo）過其表麵張（zhāng）力時，在液滴表麵就會高速噴（pēn）射出（chū）聚合物微小液（yè）體流，簡稱“射流（liú）"。這些射流在一個較短的（de）距（jù）離內經（jīng）過電場力的高速拉伸、溶劑揮發與固化，終沉積在接收板上，形成聚合物纖維。

    而在站在機器（qì）前的記者看（kàn）來，高分子溶液（yè）似乎更（gèng）像是被加熱過的砂糖，生（shēng）成的糖絲又被規律地編織成（chéng）了薄膜（mó）；如果沒有規律，就成（chéng）了“棉花糖"。

    　生產（chǎn）設備重中（zhōng）之重

    “幾乎全國的院校都在做靜電紡絲（sī）。"李（lǐ）從舉說。

    記者（zhě）了（le）解到，除了李從舉教授所在的北京（jīng）服裝學院材料科學與（yǔ）工程學（xué）院，絕大部分都還停留在實驗室階段，做出的薄膜一般為A4紙大小，或者（zhě）需要有支撐層收集，而真正可以實現低成本批量化生產的唯此一家。目前其年生產能力可達50萬平方米，而（ér）占地麵積（jī）僅50平方米。

    “該成（chéng）果*國內沒有針（zhēn）對靜（jìng）電紡絲技術量產純（chún）納米纖維膜的設備及（jí）係統（tǒng）的（de）空白，對我國納米纖維產業的發展具有（yǒu）重要價值和意義，純納米（mǐ）纖維生產係統生產效率高、穩定性好（hǎo），技術創新*，有很強的經（jīng）濟效益和社會效益，同時，該成果在空氣淨化、水處理和新（xīn）能源等領域同樣具有廣闊前景，符（fú）合產學研合作研究成果。"這是國內院士專家（jiā），給（gěi）予這一成果的評定。

    這其中重要的一點就是“量產（chǎn）純納米纖維膜的設備及係統"，而當記者問他打造的設（shè）備有（yǒu）何不（bú）同時。李從舉隻狡黠地笑笑說，我有著十幾年的積累，一直在（zài）做這（zhè）一件事，再說我們是傳統（tǒng）的紡織院校，當然是我們懂紡織多一些，我們時（shí）常（cháng）泡在紡織企業裏，也許一個工人就能給我們很大的啟發，這個（gè）可是（shì）文獻裏（lǐ）看不到的。

    “我是四川人，以前沒（méi）有吃過皮（pí）皮蝦，*次吃（chī）的時候總得有人（rén）教你。"李從舉打了一個隻可意會的比方。

    空間巨（jù）大路修遠兮
    在*設備製造的空白後，該技術獲（huò）獎無數，但等在前方的是可以讓該技術得以施展的巨大的空間。空氣汙染牽動人心，有資料顯示到2015年，包括空氣淨化器在內的室內環保產業,其年（nián）產值將達到800億元（yuán），而與HEPA濾網相比（bǐ）有著成（chéng）本和性能優勢的納米纖維膜會遇到怎樣的發展？

    在新能源車等市場需求的推動下，鋰電池隔膜市場快速（sù）增長。據統計，2009—2013年鋰電池（chí）隔膜市場規模複合增長率達26.39%，2013年鋰（lǐ）電隔膜市場規模達到8.37億平方米。預計（jì）到2015年鋰電隔膜需求年均複（fù）合（hé）增長率達到25%，市場規模將達13.08億（yì）平方米。據了解，目（mù）前國（guó）內80%的鋰電（diàn）池隔膜依靠進口，進（jìn）口替代空間大。那麽，年產5萬平方米應該隻能被看做是一個起點。

    靜電紡絲技術在上世紀初就被美（měi）國人發明出，但是其快速發（fā）展也就是（shì）近年來的事情。當技（jì）術和原理早已（yǐ）不（bú）在是秘密，真正的產業化生產才是問題之根本。

    “實（shí）驗室和生產線*是兩回事，產（chǎn）業（yè）化（huà）不僅要求操作簡單、成本低、還要求能持續產出，質量（liàng）控製（zhì），不（bú）出差錯。而納米纖維膜產（chǎn）業（yè）化大的困難（nán）是設備的研發，在實驗室為了確保實驗的成功和準確性，設（shè）備的很多附件（jiàn）都是進（jìn）口（kǒu）產品，而產業化的（de）進程中，必須（xū）實現國產化，這更要求我們踏（tà）踏實實地做下去。"李從舉坦言。

來源：中國科技（jì）網-科技日報

—————————————————————————————————————————————————

【四川麻花传媒MV在线观看科（kē）技有限公司】