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大自然有“神奇的染色”,布料上色不用印染!

2022-05-09 来源:康帕机械 阅读 78

大自然有“神奇的染色”,蝴蝶的翅膀色彩斑斓,鸟类的翅膀耀眼夺目……这些颜色是翅膀特定结构所产生的结构色。


结构色是纯物理结构产生的颜色,它源于物体表面的光学尺度微纳结构与光相互作用产生的光学效应。近日,苏州大学纺织与服装工程学院学生课题组基于这一原理,在结构色纤维的研发上取得突破,使织物无需印染即可上色。


学生科研核心团队由3名本科生、2名硕士生和1名博士生组成。团队通过微流控技术成功制备出皮芯结构的非晶结构色纤维——一种非印染、绿色清洁的结构色纤维纱线。


研究之初,团队成员经过多次实验,成功优化了制备结构彩色纤维的材料。在此基础上,通过改变芯层聚苯乙烯微球的尺寸,得到不同颜色的结构色纤维,经纺丝后,得到不同颜色的结构色纤维,这些颜色覆盖了整个可见光谱。现代丝绸国家工程实验室检测报告显示,该团队研制的结构色纤维产品耐摩擦色牢度和皂洗色牢度均达到行业标准,不含氟和重金属元素。


在苏州大学纺织与服装工程学院“双师制”+“全程”实践指导模式下,2019级本科生韩莹从大一开始就参与了该课题的研究,并迅速成长几年后成为团队负责人。 . “调研之初,我们走访了苏州市吴江区和湖州市南浔区的多家印染厂,了解到传统印染是一个高污染、高耗能的行业,存在的问题环境污染和能源消耗较为严重,高温高湿的浆纱和印染车间也可能导致纺织印染从业人员的职业病,同时印染本身也存在弊端,如“染色不均匀和过敏。与新兴染色技术相比,我们团队研发的结构色技术直接省去了印染步骤,从根本上解决问题,不仅可以提高生产效率,还可以节能减排。”韩英说道。


目前,团队以第一或共同第一作者在《ACS Nano》等国际知名期刊发表SCI论文9篇,以第一发明人申请发明专利3项,实用新型专利12项。 2020年,以该技术为基础,成立湖州亿宏环保科技有限公司。拥有专业的技术研发实验室和生产线,并通过了ISO等相关资质认证,与多家企业达成合作。


“结构色纤维有助于实现纺织行业的绿色发展,具有广阔的发展前景。目前,我们的产品可用于家纺、户外用品、旗帜和横幅等多个领域。”团队导师、纺织和服装工程学院院长张克勤教授在谈及未来发展时表示:“我们将不断拓展产品应用场景,比如通过添加其他化学物质,进一步探索纺织材料的应用。高端防伪技术和颜色传感器领域的结构色技术,为了进一步提高结构色纤维的饱和度和亮度,我们可以通过计算机模拟来探索可以使微球在微观排列中更加规则的纺丝条件。”

大自然有“神奇的染色”,布料上色不用印染!

大自然有“神奇的染色”,蝴蝶的翅膀色彩斑斓,鸟类的翅膀耀眼夺目……这些颜色是翅膀特定结构所产生的结构色。


结构色是纯物理结构产生的颜色,它源于物体表面的光学尺度微纳结构与光相互作用产生的光学效应。近日,苏州大学纺织与服装工程学院学生课题组基于这一原理,在结构色纤维的研发上取得突破,使织物无需印染即可上色。


学生科研核心团队由3名本科生、2名硕士生和1名博士生组成。团队通过微流控技术成功制备出皮芯结构的非晶结构色纤维——一种非印染、绿色清洁的结构色纤维纱线。


研究之初,团队成员经过多次实验,成功优化了制备结构彩色纤维的材料。在此基础上,通过改变芯层聚苯乙烯微球的尺寸,得到不同颜色的结构色纤维,经纺丝后,得到不同颜色的结构色纤维,这些颜色覆盖了整个可见光谱。现代丝绸国家工程实验室检测报告显示,该团队研制的结构色纤维产品耐摩擦色牢度和皂洗色牢度均达到行业标准,不含氟和重金属元素。


在苏州大学纺织与服装工程学院“双师制”+“全程”实践指导模式下,2019级本科生韩莹从大一开始就参与了该课题的研究,并迅速成长几年后成为团队负责人。 . “调研之初,我们走访了苏州市吴江区和湖州市南浔区的多家印染厂,了解到传统印染是一个高污染、高耗能的行业,存在的问题环境污染和能源消耗较为严重,高温高湿的浆纱和印染车间也可能导致纺织印染从业人员的职业病,同时印染本身也存在弊端,如“染色不均匀和过敏。与新兴染色技术相比,我们团队研发的结构色技术直接省去了印染步骤,从根本上解决问题,不仅可以提高生产效率,还可以节能减排。”韩英说道。


目前,团队以第一或共同第一作者在《ACS Nano》等国际知名期刊发表SCI论文9篇,以第一发明人申请发明专利3项,实用新型专利12项。 2020年,以该技术为基础,成立湖州亿宏环保科技有限公司。拥有专业的技术研发实验室和生产线,并通过了ISO等相关资质认证,与多家企业达成合作。


“结构色纤维有助于实现纺织行业的绿色发展,具有广阔的发展前景。目前,我们的产品可用于家纺、户外用品、旗帜和横幅等多个领域。”团队导师、纺织和服装工程学院院长张克勤教授在谈及未来发展时表示:“我们将不断拓展产品应用场景,比如通过添加其他化学物质,进一步探索纺织材料的应用。高端防伪技术和颜色传感器领域的结构色技术,为了进一步提高结构色纤维的饱和度和亮度,我们可以通过计算机模拟来探索可以使微球在微观排列中更加规则的纺丝条件。”

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