自然界擁有“神奇染色術(shù)”，蝴蝶的翅膀色彩斑斕，鳥(niǎo)兒的翅膀絢麗奪目……這些顏色是由翅膀特定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)色。結(jié)構(gòu)色是由純物理結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的顏色，它來(lái)源于物體表面具有光學(xué)尺度的微納結(jié)構(gòu)與光相互作用產(chǎn)生的光學(xué)效應(yīng)。
近期，蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院的一支學(xué)生科研團(tuán)隊(duì)基于這一原理，實(shí)現(xiàn)了在結(jié)構(gòu)色纖維研發(fā)上的突破，實(shí)現(xiàn)了布料上色無(wú)需印染。
公司技術(shù)研發(fā)
這支學(xué)生科研核心團(tuán)隊(duì)由3名本科生、2名碩士研究生和1名博士研究生組成，團(tuán)隊(duì)通過(guò)微流控技術(shù)，成功制備了具有皮芯結(jié)構(gòu)的非晶結(jié)構(gòu)色纖維——一種無(wú)需印染、綠色清潔的結(jié)構(gòu)色纖維紗線。
團(tuán)隊(duì)成員經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，成功優(yōu)化制備結(jié)構(gòu)色纖維的材料。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)改變芯層中聚苯乙烯微球的尺寸得到了不同顏色的結(jié)構(gòu)色纖維，紡絲后可制成覆蓋全部可見(jiàn)光譜顏色的結(jié)構(gòu)色纖維�，F(xiàn)代絲綢國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)報(bào)告顯示，該團(tuán)隊(duì)制成的結(jié)構(gòu)色纖維產(chǎn)品摩擦色牢度、皂洗色牢度均達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)氟、無(wú)重金屬元素。
實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)色樣品
在蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院“雙師制”+“全過(guò)程”實(shí)踐指導(dǎo)模式下，2019級(jí)本科生韓穎從大一就加入了該課題的研究，并在幾年間迅速成長(zhǎng)為團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人�！拔覀�?cè)谘芯砍跗冢瑢?shí)地走訪了蘇州市吳江區(qū)和湖州市南潯區(qū)多家印染廠，了解到傳統(tǒng)印染屬于高污染、高耗能行業(yè)，環(huán)境污染及能耗問(wèn)題較為嚴(yán)重。高溫、高濕的漿紗和印染車(chē)間還可能導(dǎo)致紡織印染員工得職業(yè)病。同時(shí)，印染本身也存在染色不勻、致敏等弊端。與新興染色技術(shù)相比，我們團(tuán)隊(duì)研發(fā)的結(jié)構(gòu)色技術(shù)直接省去印染這一步驟，不僅能提高生產(chǎn)效率，還能節(jié)能減排�！表n穎介紹說(shuō)。
目前，團(tuán)隊(duì)以第一或共同第一作者在《ACS Nano》等國(guó)際知名期刊上發(fā)表SCI論文9篇，以第一發(fā)明人申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利12項(xiàng)。2020年，以該技術(shù)為依托的湖州一泓環(huán)境科技有限公司成立，擁有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)線，并通過(guò)ISO等相關(guān)資質(zhì)認(rèn)證，與多家企業(yè)達(dá)成合作。
合作企業(yè)制成的結(jié)構(gòu)色衣服
“結(jié)構(gòu)色纖維有助于實(shí)現(xiàn)紡織業(yè)的綠色發(fā)展，有比較大的發(fā)展前景。我們的產(chǎn)品可應(yīng)用于家用紡織、戶(hù)外用品、旗幟橫幅等領(lǐng)域�！痹搱F(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)老師、紡織與服裝工程學(xué)院院長(zhǎng)張克勤教授在談到未來(lái)的發(fā)展時(shí)說(shuō)：“我們會(huì)繼續(xù)拓展產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景，比如通過(guò)加入其他化學(xué)物質(zhì)，進(jìn)一步探索結(jié)構(gòu)色技術(shù)在高端防偽科技和顏色傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用。同時(shí)也會(huì)進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)色纖維飽和度和亮度，通過(guò)電腦模擬的方法探究能夠讓微球在微觀上排列更規(guī)整的紡絲條件。”
