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一項(xiàng)科研成果從無到有需要漫長(zhǎng)的過程，夏延致團(tuán)隊(duì)突破了一項(xiàng)項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，將蝦蟹殼、海藻等作為原材料提取制成纖維，并推動(dòng)相關(guān)技術(shù)成功應(yīng)用于醫(yī)學(xué)用品、日化服裝、軍用裝備等領(lǐng)域，成為海藻纖維領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。

紡織服裝產(chǎn)業(yè)是我國(guó)傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，海洋是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略要地。兩者碰撞，能擦出怎樣的“火花”？

在山東青島，企業(yè)和高校一起給出了回答：向海洋要原材料，開發(fā)“新纖維”。

在位于山東省青島市即發(fā)集團(tuán)紡絲車間，全自動(dòng)化流水線經(jīng)過噴絲、凝固、拉伸等多道工序，將殼聚糖加工成短纖維，再經(jīng)干燥、混紡等工序，一款由海洋生物提取的具有天然抗菌、阻燃等性能的纖維即加工完成。

近年來，當(dāng)?shù)仄髽I(yè)聯(lián)合高校向海洋要資源，將蝦蟹殼、海藻等作為原材料提取制成纖維，并推動(dòng)相關(guān)技術(shù)成功應(yīng)用于醫(yī)學(xué)用品、日化服裝、軍用裝備等領(lǐng)域，開拓了纖維原材料的“第三來源”，努力將我國(guó)廣闊海域變成“藍(lán)色棉倉(cāng)”。

將海藻纖維用于針織服裝

“我們的纖維原料來源于海藻、海帶等海洋植物，經(jīng)過紡線、織布、定型、染色等工藝流程制成纖維面料，其舒適性優(yōu)于棉類制品，可與羊絨和絲綢媲美?！焙隳嶂窃欤ㄇ鄭u）科技有限公司辦公室主任張玲說。

纖維，作為日常生產(chǎn)生活中必不可少的原料，被廣泛應(yīng)用于各類場(chǎng)景。2015年恒尼智造與青島大學(xué)開展校企合作，成功攻克海藻纖維不易染色的技術(shù)壁壘，其染色技術(shù)獲得國(guó)家發(fā)明專利，并主持制定了《海藻纖維混紡針織服裝》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，成為國(guó)內(nèi)首次將海藻纖維用于針織服裝的企業(yè)。

“海藻纖維的柔軟度高于傳統(tǒng)纖維，其天然的抗菌防臭功能尤其適合內(nèi)衣褲、襪子等貼身衣物?！睆埩嵴f，現(xiàn)在市面上很多抑菌防臭產(chǎn)品都依賴化學(xué)添加成分，多次洗滌以后產(chǎn)品性能有所減弱，但是海藻具有天然抑菌功能，其富含的氧離子等成分還具有保濕、保暖等優(yōu)勢(shì)。

“海藻纖維對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抑菌率達(dá)99%，雖然產(chǎn)品定價(jià)略高于傳統(tǒng)纖維制品，但是其天然性和功能性顯而易見?！睆埩峤榻B，目前企業(yè)90%的內(nèi)衣制品都含有海藻纖維，市場(chǎng)需求逐年攀升。

與取材于海洋植物不同，即發(fā)集團(tuán)的海洋生物纖維主要提取于蝦蟹的甲殼。

“我們從蝦蟹殼中提煉一種名為殼聚糖的成分，由此轉(zhuǎn)化制作成纖維面料。”即發(fā)集團(tuán)新材料研發(fā)工程師衣宏君介紹，他們研發(fā)出的“海洋生物甲殼質(zhì)纖維”是從自然界中提煉具有抗菌防臭功能的纖維產(chǎn)品，并獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

“海洋生物甲殼質(zhì)纖維作為一款功能性面料，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)用敷料產(chǎn)品、紡織服務(wù)、軍用物資等領(lǐng)域。”衣宏君介紹，海洋生物纖維制成的非織造布尤其在醫(yī)用敷料領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，與傳統(tǒng)棉紗布相比，其吸濕性高、止血性能好，能為傷口提供良好的愈合環(huán)境。

從“0”到“1”的突破

說起海洋生物纖維，有位“關(guān)鍵人物”不容忽視，那就是青島大學(xué)海洋纖維新材料研究院院長(zhǎng)夏延致。早在20年前，夏延致團(tuán)隊(duì)就開始嘗試?yán)煤Ｔ遒Y源制取纖維。

夏延致驚喜地發(fā)現(xiàn)，海藻纖維是一種天然阻燃材料，同時(shí)具有抑菌防霉、環(huán)保無毒、可降解、舒適性好等優(yōu)點(diǎn)，至此開始了長(zhǎng)達(dá)20年的創(chuàng)新研究工作。

夏延致說，傳統(tǒng)纖維主要包含棉麻絲毛等天然纖維，以及以石油、煤炭等為原料加工而成的合成纖維。然而，生產(chǎn)天然纖維需要占用大量土地，合成纖維則極易造成污染，無害化處理難度較大。

“相比之下，海洋生物原材料比較容易獲得，比如一畝海田可產(chǎn)5~10噸海帶，能夠提煉出約1~2噸纖維級(jí)海藻酸鈉，而99%的纖維級(jí)海藻酸鈉可加工成海藻纖維，幾乎沒有副產(chǎn)品?！毕难又抡f，照此計(jì)算，一畝海田的纖維產(chǎn)量大概是一畝棉花的5倍以上。

值得一提的是，在研發(fā)初期，以海藻纖維為代表的海洋類纖維雖然天然優(yōu)勢(shì)明顯，卻也存在不耐洗滌、強(qiáng)度差、染色難等難題，這在一定程度上阻礙了海藻纖維在紡織領(lǐng)域的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

“我們能不能突破關(guān)鍵技術(shù)，將海藻纖維做成紡織用纖維？”夏延致在和團(tuán)隊(duì)成員討論時(shí)，提出了建設(shè)“海上棉倉(cāng)”的設(shè)想。為此，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)撲下身子、一步一個(gè)腳印，在實(shí)驗(yàn)室里反復(fù)實(shí)驗(yàn)，尋求關(guān)鍵技術(shù)從“0”到“1”的突破。

一項(xiàng)科研成果從無到有需要漫長(zhǎng)的過程,在團(tuán)隊(duì)共同的努力下,他們突破了一項(xiàng)項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，團(tuán)隊(duì)也成為海藻纖維領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。

2023年，夏延致團(tuán)隊(duì)申報(bào)的“一種耐鹽、耐洗滌劑海藻纖維的制備方法”項(xiàng)目獲中國(guó)專利銀獎(jiǎng)，解決了海藻纖維及其紡織品不可洗滌的技術(shù)難題，將海藻纖維的可洗滌時(shí)間從幾分鐘提高到了70多個(gè)小時(shí)。與此同時(shí)，他們還將海藻纖維強(qiáng)度提升到棉花的1.2倍到1.5倍，研發(fā)出吸水倍率最高為自身重量200倍的高吸水海藻纖維。

“海上棉倉(cāng)”未來可期

隨著纖維技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的擴(kuò)大，夏延致團(tuán)隊(duì)開始將技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用同步推進(jìn)。

“我們已經(jīng)掌握了紡織用海藻纖維領(lǐng)域的全套理論成果，研發(fā)出了耐洗滌、可染色、強(qiáng)度高的生產(chǎn)技術(shù)工藝裝備，打通了上游利用海帶等制造纖維級(jí)海藻纖維原材料，中游海藻纖維生產(chǎn)、開發(fā)，下游利用海藻纖維制作各類紡織品的全產(chǎn)業(yè)鏈。”夏延致說。

2019年，由青島大學(xué)、青島秉金資本公司等共同組建的青島源海新材料科技有限公司自主建成了世界上唯一一條具有天然阻燃抑菌功能的紡織服裝用海藻纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，并于2023年7月通過科技成果鑒定。這條生產(chǎn)線的年產(chǎn)能可達(dá)5000噸，是目前世界上海藻纖維年產(chǎn)能最大的生產(chǎn)線。

“集團(tuán)主要聚焦海洋纖維中下游產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)開發(fā)出了殼聚糖針刺無紡布、水刺無紡布、面膜等系列產(chǎn)品，部分產(chǎn)品出口歐盟、東南亞、美國(guó)。”衣宏君介紹，目前集團(tuán)已為國(guó)內(nèi)50%的用戶提供海洋生物纖維面料。

“普通的服裝面料添加3%~15%的海藻纖維就能發(fā)揮很好的功能效果，添加50%以上即可實(shí)現(xiàn)阻燃?！毕难又抡f，基于天然的阻燃效果，他們正在嘗試將海藻纖維應(yīng)用于軍用服裝、阻燃工程、生物醫(yī)用等領(lǐng)域。

記者了解到，目前紡織級(jí)海藻纖維整體銷量仍然較小，尚沒有形成規(guī)模效應(yīng)。

“2023年海藻纖維的銷量大約在100噸，基本上可以實(shí)現(xiàn)盈虧平衡。”夏延致認(rèn)為，目前海藻纖維正處于“蓄勢(shì)待發(fā)”階段，隨著消費(fèi)者對(duì)衣著家居功能性、時(shí)尚性和舒適性體驗(yàn)的需求越來越普遍，具有環(huán)保、抑菌、自然降解等優(yōu)異性能的海藻纖維，將迎來良好的發(fā)展機(jī)遇，海藻纖維產(chǎn)量將持續(xù)提升，產(chǎn)業(yè)盈利能力也會(huì)大幅度提升，“海上棉倉(cāng)”未來可期。未來，團(tuán)隊(duì)將更加深入研究多種類生物基材料，開拓新型多糖提取技術(shù)，研發(fā)關(guān)鍵設(shè)備與技術(shù)，加快研發(fā)衛(wèi)生護(hù)理、紡織服裝、阻燃工程、生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)品。

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網(wǎng)址: 在大海里“找”纖維 http://www.u1s5d6.cn/newsview365093.html