50年后我们可能会穿着用农业、造纸和纺织废料制成的衣服

50年后我们可能会穿着用农业、造纸和纺织废料制成的衣服 50 年后，我们可能会穿着用农业、造纸和纺织废料制成的衣服。世界人口已超过 80 亿，对纺织品的需求也随之增加。涤纶等合成纤维的生产速度快、成本低，但其对环境的影响却日益令人担忧。棉花虽然天然且可分解，但却需要大量的土地和水资源，进一步加重了环境负担。未来的土地对于粮食作物的种植和发展非常重要，以便为不断增长的人口提供食物和住所，而种植更多棉花等非粮食作物将占用本已越来越少的可用土地。将非木材原料（如农业废料）转化为纺织纤维的简化工艺步骤。资料来源：Ryan M. Frazier，北卡罗来纳州立大学森林生物材料系，美国北卡罗来纳州罗利市 27695 号。纺织业面临着巨大的压力，既要生产出越来越多的纺织纤维，又不能给环境带来任何额外负担。纤维回收利用发挥了重要作用，可作为解决方案的一部分，但这一领域仍处于新兴阶段，需要更多的基础设施、品牌的支持以及高水平的组织与合作。因此，作者建议使用农业残留物、再生纸和纸板以及旧棉纺织废料等废料作为再生纺织品制造的原材料。迄今为止，还没有任何研究如此全面地评估过这些废料在纺织品应用中的潜力。各种替代原料和制浆组合所达到的溶解浆 α-纤维素和灰分含量（全球）。α-纤维素值高，灰分含量低，生产出的纸浆最适合纺织品转化。注意，此图未考虑可用性。资料来源：Ryan Frazier"这篇文章主要关注农业残留物的潜力，因为这些废物来源的数量有据可查，可以很好地解决美国纤维短缺的问题，"领导这一课题研究的博士生 Ryen Frazier 解释说。"Ryen 的工作是一个名为 SAFI（可持续和替代纤维倡议）的大型研究联盟的一部分，该联盟由她在北卡罗来纳州立大学的研究导师领导。SAFI 是一个全球性的可持续纤维发展倡议，其重点是研究、开发和利用替代纤维来制造各种可持续产品。虽然原材料在化学和物理特性上会有差异，但如果我们了解了这些差异，就可以利用这些差异来调整最终纺织纤维的特性，或者优先选择一种原料而不是另一种原料。"作者总结说，在北美，大豆、小麦、大米、高粱和甘蔗残渣广泛存在，是最适合用于纺织品转化的原料。回收材料也是纺织品的良好原料选择。不过，需要强调的是，传统的制浆和转化工艺如果不进行修改或调整，可能不适合这些替代纤维。这项工作确定了可能更适合这些替代原料来源的新兴技术选择。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

看不见的危险：衣物中的塑料和低聚物的隐形世界

看不见的危险：衣物中的塑料和低聚物的隐形世界 技术与社会实验室 Bernd Nowack 小组的 Empa 研究人员与来自中国的同事合作，对纺织品中释放的纳米颗粒进行了深入研究。该研究的第一作者杨同在 Empa 攻读博士学位期间开展了这项研究。在早期的研究中，Empa 的研究人员已经能够证明，聚酯洗涤时会释放出微塑料和纳米塑料。现在，对释放的纳米粒子进行的详细研究表明，并非所有乍看起来是纳米塑料的东西实际上都是纳米塑料。Bernd Nowack 领导的研究人员对聚酯纺织品洗涤过程中纳米颗粒的释放进行了研究。资料来源：Empa在很大程度上，释放出的颗粒实际上并不是纳米塑料，而是所谓的低聚物团块，即中小型分子，它们是长链聚合物和单体之间的中间阶段。这些分子比纳米塑料微粒还要小，对其毒性也几乎一无所知。研究人员在《自然-水》杂志上发表了他们的发现。在这项研究中，研究人员检查了 12 种不同的聚酯织物，包括超细纤维、缎面和针织物。织物样本最多可洗涤四次，并对洗涤过程中释放的纳米颗粒进行分析和鉴定。Bernd Nowack 表示，这并非易事。这位科学家说："塑料，尤其是纳米塑料，无处不在，包括我们的设备和器皿。在测量纳米塑料时，我们必须考虑到这种'背景噪音'"。研究人员使用乙醇浴来区分纳米塑料和低聚物团块。塑料碎片无论多小都不会溶解在乙醇中，但低聚物的聚集体却能溶解。结果是在清洗过程中释放的纳米颗粒中，约有三分之一到近 90% 可以溶解在乙醇中。诺瓦克说："这使我们能够证明，并非所有乍看起来像纳米塑料的东西实际上都是纳米塑料。"在扫描电子显微镜下可以看到羊毛纤维表面的纳米颗粒（a）。这些微粒在洗涤过程中脱落（b），因此经过四次洗涤后，几乎不剩任何微粒。资料来源：Empa目前还不清楚所谓的纳米微粒低聚物在纺织品洗涤过程中的释放是否会对人类和环境产生负面影响。诺瓦克说："对其他塑料的研究已经表明，纳米微粒低聚物比纳米塑料的毒性更大。这表明应该对此进行更深入的研究。"不过，研究人员能够确定，纺织品的性质和切割方法（剪刀或激光）对释放的微粒数量没有重大影响。纳米塑料和低聚物颗粒的释放机制也尚未明确。好消息是，经过反复洗涤后，释放的微粒数量会明显减少。可以想象，低聚物颗粒是在纺织品生产过程中产生的，或者是在储存过程中通过化学过程从纤维中分离出来的。这方面还需要进一步研究。诺瓦克和他的团队目前主要研究较大的颗粒：在他们的下一个项目中，他们希望研究在洗涤用可再生原料制成的纺织品时会释放出哪些纤维，以及这些纤维是否会对环境和健康造成危害。诺瓦克说："半合成纺织品，如粘胶或莱卡纤维，正被吹捧为涤纶的替代品。但我们还不知道它们在释放纤维方面是否真的更好。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

中国科学家研发出“神奇材料” 无需芯片和电池便可发光

中国科学家研发出“神奇材料” 无需芯片和电池便可发光 该研究提出了基于“人体耦合”的能量交互机制，并成功研发出集无线能量采集、信息感知与传输等功能于一体的新型智能纤维，由其编织制成的智能纺织品无需依赖芯片和电池便可实现发光显示、触控等人机交互功能，这一突破性成果为人与环境的智能交互开辟了新可能，具有广泛应用前景。图片来源：Science期刊插图据悉，这一突破性成果为人与环境的智能交互开辟了新可能。东华大学材料科学与工程学院博士研究生杨伟峰为论文第一作者，纤维材料改性国家重点实验室（东华大学）王宏志教授、侯成义研究员，以及东华大学材料科学与工程学院张青红研究员为论文通讯作者。该研究工作由东华大学作为唯一通讯单位主导完成，合作单位包括新加坡国立大学与安徽农业大学。随着科技不断发展，智能可穿戴设备正逐渐成为我们生活的一部分，并在健康监测、远程医疗和人机交互等领域发挥着越来越重要的作用。相较于传统刚性半导体元件或柔性薄膜器件等，由智能纤维编织而成的电子纺织品具有更好的透气性和柔软度，被视为理想的可穿戴设备载体。目前，智能纤维的开发多基于“冯·诺依曼架构”，即以硅基芯片作为信息处理核心开发各种电子纤维功能模块，如信号采集的传感纤维、信号传输的导电纤维、信息显示的发光纤维、能量供应的发电纤维等。尽管这些功能单元可组合制成织物形态，但这种复杂的多模块集成技术还面临着一系列挑战。现阶段的智能纺织品仍依赖于芯片和电池，体积、重量和刚性大，难以同时满足人们对纺织品功能性和舒适性的需求。“人体耦合”智能纤维的工作机制及其与传统电子织物的对比。图片来源：东华大学该研究中，东华大学科研团队开创性地提出了“非冯·诺依曼架构”的新型智能纤维，有效地简化了可穿戴设备和智能纺织品的硬件结构，优化了它们的可穿戴性。该工作实现了将能量采集、信息感知、信号传输等功能集成于单根纤维中，并通过编织制成不依赖芯片和电池的智能纺织品。“不插电”就能发光发电的纤维，其中到底有怎样的奥妙呢？在我们的日常生活中，电磁场和电磁波无处不在，散布在环境中的这些电磁能量就是这种新型纤维的无线驱动力。而这些能量又是如何“传递”到纤维上面的呢？答案就是我们的身体。该工作提出把人体作为能量交互的载体，开辟了一条便捷的能量“通道”，原本在大气中耗散的电磁能量优先进入纤维、人体、大地组成的回路，恰恰就是这一“日用而不觉”的原理，促成了“人体耦合”的新型能量交互机制。在添加特定功能材料以后，仅仅经过人体触碰，这种新型纤维就会展现发光发电的“神奇一幕”。人体耦合电磁能量收集示意图。图片来源：东华大学图片来源：东华大学“这款新型纤维具有三层鞘芯结构，所采用的均是市面上比较常见的原材料。芯层为感应交变电磁场的纤维天线（镀银尼龙纤维）、中间层为提高电磁能量耦合容量的介电层（BaTiO3复合树脂）、外层为电场敏感的发光层（ZnS复合树脂）。原材料成本低，纤维和织物的加工都能够用成熟的工艺实现，已具备量产能力。”杨伟峰说。该工作还展示了这种基于人体耦合原理的智能纤维的几种应用：在不使用芯片和电池的情况下，实现了纤维触控发光、织物显示以及无线指令传输等功能。侯成义研究员表示，“这种新型纤维能够运用到服装服饰、布艺装饰等日用纺织品中，当它们与人体接触时，通过发光进行可视化的传感、交互甚至高亮照明，同时它们还能对人体不同姿态动作产生独特的无线信号，进而对智能家电等电子产品进行无线遥控。这些新颖的功能有望拓展电子产品的应用场景，甚至改变人们智慧生活的方式。” ... PC版： 手机版：

科学家发明了一种新织物 穿上就能自动降温

科学家发明了一种新织物 穿上就能自动降温 说到城市和郊区的温差，就不得不谈一谈“热岛效应”。热岛效应是指一个地区的气温高于周围地区的现象，这种现象在气象图上形成类似孤岛的高温区域，因此得名“热岛”。热岛效应通常出现在城市中，因此也被称为城市热岛效应。热岛效应。图片来源于网络城市中的居民如何有效应对热岛效应，提高生活的舒适度2024 年 6 月 14 日，科学家在《科学》（Science）杂志上发表了一篇关于新型辐射冷却织物的文章，有望提高人们在高温天气下的身体舒适度，降低城市热岛效应对人体的影响。研究成果发表于《科学》杂志 （图片来源：《科学》杂志）这种辐射冷却织物是如何做到降温的研究者制备的中红外光谱选择性分层纺织品（SSHF）由三层组成，分别是聚甲基戊烯（PMP）纳米-微米混合纤维层、银纳米线（AgNWs）层和羊毛织物层。其中，表面的聚甲基戊烯（PMP）纳米-微米混合纤维层具有较宽的尺寸分布和特有的化学键，可以实现大气透射窗（ATW）光谱范围内高的吸收率。大气透射窗（ATM）是指太阳辐射光通过大气层时透射能力很强的波段范围，该部分光可以直达地表，对地表温度的升高有着很大的作用。中间的银纳米线层在整个中红外区域具有高反射率，可以有效防止城市基础设施的红外线传递到人体，降低城市基础设施的热辐射对人体的影响。底部的羊毛织物则可以通过纺织品和皮肤之间的空气间隙吸收人体皮肤的热辐射，并通过银纳米线层进一步将热量传导到顶部的 PMP 织物，从而实现热量从人体表面传递到大气中达到冷却的效果。中红外光谱选择性分层纺织品的结构和可穿戴性能 a.纺织品的结构；b.纺织品在室外环境中的辐射换热示意图；c.不同材料的中红外发射率；d.羊毛织物对人体热辐射吸收的影响；e-i.可穿戴性研究结果（图片来源：参考文献1）实验结果表明，该研究制备的中红外光谱选择性分层纺织品（SSHF）在 1010 W/m? 的峰值太阳强度下，可以将温度显著降低约 6.2℃，这归因于该纺织品能够有效地将热量释放到外界，同时选择性地阻挡来自地面的热辐射。在模拟城市环境的实验中，中红外光谱选择性分层纺织品（SSHF）在白天和夜间分别比传统设计的辐射冷却品低 2.3°C 和 0.2°C 。该冷却纺织品的多孔结构还可以提供良好的透气性，促进了人体汗液的自然扩散，避免了闷热给人体带来的不适。此外，该冷却纺织品表现出较强的疏水性和较强的机械性能，在保证自身清洁的同时还能达到高耐用性，符合可穿戴性衣物的要求。可穿戴的辐射冷却品为应对城市热岛效应提供了一种创新且有效的个人降温方案，不仅有助于减少空调的使用降低能耗，还能预防与热相关的健康问题。期待这种高科技产品的量产，为城市居民带来舒适的体验，为高温作业人员带来一份清凉。参考文献[1]Ronghui Wu et al., Spectrally engineered textile for radiative cooling against urban heat islands[J].Science, 2024.[2]Cui C et al., Hierarchical-porous coating coupled with textile for passive daytime radiative cooling and self-cleaning[J].Solar Energy Materials and Solar Cells, 2022.[3]白杨,王晓云,姜海梅,等.城市热岛效应研究进展[J].气象与环境学报, 2013.[4]卢敬华,李国平.城市热岛效应的分析[J].成都气象学院学报, 1991. ... PC版： 手机版：

长得像极了手风琴的折纸机器蛇未来有望参与特殊场合的搜救行动

长得像极了手风琴的折纸机器蛇未来有望参与特殊场合的搜救行动 说到蛇在地面上移动，大多数人可能会联想到爬行动物以水平 S 形模式蠕动身体的样子。但事实上，这种被称为蛇行的运动方式只是蛇类常用的四种运动方式之一。当蛇必须穿过狭窄的缝隙时，左右摆动身体是不可能的。相反，蛇会保持身体笔直，同时从头部到尾部依次收缩和放松一系列肌肉。由于蛇身底部的皮肤比蛇身两侧的皮肤更有弹性，因此每次肌肉收缩时，蛇身底部皮肤的伸展程度都比蛇身两侧的皮肤要大。这就导致底部皮肤反复向前移动（相对于两侧），像轮胎胎面一样紧贴地面，将蛇的身体向前拉。这种运动方式被称为直线运动，新型机器蛇就是利用了这种运动方式。它是由工程学博士生布尔库-塞伊多奥卢和艾哈迈德-拉夫桑贾尼教授领导的团队在南丹麦大学创造的。机器人的身体由轻质复合纺织品连接而成，其中包含世界上最坚固的合成纤维超高分子量聚乙烯（UHMWPE）。这种纺织品像折纸一样经过激光切割和折叠，然后经过热压，使每个部分形成一个波纹管。每个部分的底部都有一个由相同纺织品制成的半透气小袋。一根硅胶管沿着机器人的内侧，将泵送的空气脉冲送入这些小袋，使它们依次膨胀，然后随着空气从小袋中漏出而瘪下去。当小袋反复经历这一过程时，它们就会推动机器人前进。据说，与我们见过的其他蛇形机器人相比，丹麦的蛇形机器人要轻巧得多，制造成本也更低，另外，它的纺织品身体柔软而有弹性，应该能让它更好地挤进狭小的空间。当然，它还能在保持身体笔直的情况下向前移动。目前，研究人员正在努力将气泵安装到机器人的身体上，同时提高机器人的速度，使其能够转向两侧。希望有一天，这种不受约束、自主、装有传感器的机器人可以用于寻找被困在灾难现场废墟下的幸存者，或用于其他蛇形应用。您可以在下面的视频中看到机器人蛇的行动。有关这项研究的论文最近发表在《设备》杂志上。 ... PC版： 手机版：

胶囊不能用热水送服因为胶囊的本体材料是“明胶-淀粉”，在水温25℃的时候，明胶淀粉做成膜或者胶囊的水溶性出现了暴涨，几乎是15℃

胶囊不能用热水送服 因为胶囊的本体材料是“明胶-淀粉”，在水温25℃的时候，明胶淀粉做成膜或者胶囊的水溶性出现了暴涨，几乎是15℃时的2倍，如果用超过40℃的热水送服，那么胶囊的水溶性更是急剧陡增，明胶可以在极短时间内溶解破损。最终，胶囊内部的干粉药物和残留的胶囊黏在了食道上半部分， 遇到这种情况，喝很多水也无法将食道黏滞胶囊冲下去，因为食管体温让它的黏性加大了。 #涨姿势 by 滨州