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　　纖維領(lǐng)域與新興科技交叉與融合，已在全球形成前所未有的多維發(fā)展空間，呈現(xiàn)綠色、多元、極限、智能、融合、服務(wù)等新的發(fā)展趨勢。為滿足纖維材料技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展趨勢需求，國家先進(jìn)功能纖維創(chuàng)新中心(以下簡稱“創(chuàng)新中心”)發(fā)布2023年“纖維領(lǐng)域十大新興技術(shù)”，包含了以納米纖維、智能纖維、綠色可持續(xù)纖維技術(shù)等為代表的基礎(chǔ)和應(yīng)用方向，受到了業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。

　　新型聚酯催化劑

　　新型聚酯催化劑是一種工程化技術(shù)革新，可實(shí)現(xiàn)紡織品生命周期的綠色循環(huán)。研發(fā)制造出安全、高質(zhì)化、環(huán)保的綠色聚酯纖維產(chǎn)品，對實(shí)現(xiàn)紡織品生命周期的綠色循環(huán)具有重要意義，材料具有更高的生物相容性、無害，在生物醫(yī)用、衛(wèi)材等領(lǐng)域有較高應(yīng)用價(jià)值。

　　新型聚酯催化劑作為一種新型催化工程化技術(shù)的革新，其具有催化效率高、催化劑用量低的特點(diǎn)；為形成新型聚酯研發(fā)以及長周期連續(xù)生產(chǎn)提供一種解決方案，在大裝置改造方面，實(shí)現(xiàn)能耗(反應(yīng)溫度低)、水耗(節(jié)水)等領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。

　　創(chuàng)新中心整合股東單位東華大學(xué)、國望高科、新鳳鳴集團(tuán)、恒逸集團(tuán)等技術(shù)資源，攻關(guān)“鈦系催化劑制備及無銻聚酯熔體直紡長絲成套技術(shù)”。通過大容量、超低溫聚合及超低溫熔體輸送等一系列技術(shù)和工藝創(chuàng)新，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了無銻聚酯纖維低溫、低粘度與高質(zhì)量，產(chǎn)品滿卷率最高達(dá)到99.5%，創(chuàng)造了無銻聚酯纖維熔體直紡產(chǎn)成品率的新高。通過自主研發(fā)的無銻催化劑，突破性解決大容量無銻環(huán)保聚酯熔體直紡長絲工藝及產(chǎn)品色相問題。通過了大容量直紡裝置的生產(chǎn)驗(yàn)證，并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，有助于下游企業(yè)降低染色成本和對環(huán)境的污染。

　　長效環(huán)保阻燃纖維

　　隨著對健康與安全意識的日益增強(qiáng)，除了社會安全防護(hù)等民用領(lǐng)域應(yīng)用之外，在航天航空等滿足國家戰(zhàn)略的高端領(lǐng)域，各行各業(yè)對纖維材料的阻燃性提出了越來越高的要求，如高阻燃效率、阻燃持久性、低熱/煙釋放、不破壞力學(xué)等其它使用性能等。傳統(tǒng)的阻燃方法雖然起到了較好的阻燃效果，但卻逐漸難以滿足日益提升的高火安全要求。長效環(huán)保阻燃纖維，作為纖維材料迭代更新的新技術(shù)，對未來阻燃體系的探索和發(fā)現(xiàn)提供了一種新路徑。

　　目前阻燃纖維以后整理技術(shù)為主，而從功能母粒添加改性角度進(jìn)行阻燃改性，可適應(yīng)于品類豐富的化纖產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)功能性阻燃。它可以突破傳統(tǒng)阻燃劑效率低、耐久性差、不環(huán)保等技術(shù)瓶頸，開發(fā)具有單元素或多元素協(xié)同體系的環(huán)保型長效阻燃劑，達(dá)到難燃等級；通過紡絲工藝、卷繞工藝、加彈工藝的調(diào)整，突破阻燃纖維成品率不高的技術(shù)瓶頸，得到功能性良好、力學(xué)性能穩(wěn)定的阻燃纖維產(chǎn)品。

　　長效阻燃、抗熔滴、抑煙一體化的熔紡纖維，高強(qiáng)環(huán)保長效阻燃的濕法紡纖維，實(shí)現(xiàn)可加工性、阻燃性、抗熔滴性、抑煙性及力學(xué)性能的平衡。

　　四川大學(xué)王玉忠院士團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)總結(jié)了近年來發(fā)展起來的高分子阻燃新方法，重點(diǎn)介紹了以有機(jī)-無機(jī)雜化阻燃、“三源一體”膨脹阻燃、納米協(xié)同阻燃、原位增強(qiáng)阻燃、可控碳化阻燃、生物基阻燃劑阻燃為代表的添加型阻燃新方法，以離聚物、高溫自交聯(lián)、高溫重排為代表的共聚型炭化阻燃新方法，以及以等離子體/紫外輔助處理、溶膠-凝膠、層層自組裝、仿生涂層為代表的表面處理阻燃新方法。

　　纖維界面處理劑

　　纖維界面處理劑的功能化、綠色化發(fā)展以及自主可控，是推動化纖行業(yè)高效發(fā)展的必要條件。纖維界面處理劑在化纖生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用，其可賦予纖維平滑性、抱合性及纖維界面不同結(jié)構(gòu)功能。

　　纖維界面處理劑提供一種新型的環(huán)保的纖維界面處理技術(shù)，賦予纖維材料新功能，提升材料的性能。在環(huán)保方面，采用非后整理手段進(jìn)行纖維改性，探索纖維材料化學(xué)修飾、表面改性、涂層和覆膜等手段對纖維材料功能性的影響規(guī)律，確立纖維材料品濕、熱、力、光、聲和電等性能調(diào)控策略，形成防水、阻燃、抗菌、抗病毒、防輻射與防生化等功能纖維材料成型技術(shù)。

　　高端纖維和特種纖維界面處理劑的創(chuàng)新制造，實(shí)現(xiàn)功能化聚酯、碳纖維、聚乳酸、芳綸、聚苯硫醚等纖維所用進(jìn)口界面處理劑的自主可控。

　　超浸潤纖維膜

　　纖維基超浸潤濾膜為應(yīng)對水和能源危機(jī)提供了一種有價(jià)值的手段。超浸潤材料是指液滴與材料表面之間的接觸角高于150(超疏液)或小于10(超親液)的一類具有特殊潤濕行為的新興材料，其廣泛用于自清潔、油水分離、微液滴操控、防霧和防覆冰等領(lǐng)域。

　　從復(fù)雜的含油海水中同時(shí)去除油和離子以生產(chǎn)淡水，對于目前的研究是一個(gè)重大挑戰(zhàn)，需要開發(fā)更有效和可持續(xù)的替代方案。江南大學(xué)通過調(diào)整二醛類微晶纖維素和氨基改性多壁碳納米管的組分，成功制備出一種能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能海水淡化和乳液高效過濾分離的雙功能復(fù)合薄膜。值得注意的是，該水下超疏油膜和油下超疏水膜實(shí)現(xiàn)了水包油和油包水乳液的按需高效分離。在這種雙隔膜的幫助下，實(shí)現(xiàn)了對含油海水的綜合凈化，從而獲得了符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的清潔水資源。

　　生物基聚合物及纖維

　　以生物質(zhì)資源替代化石資源，并進(jìn)行深加工利用受到行業(yè)關(guān)注，制備生物基聚合物及纖維已成為國內(nèi)外企業(yè)和科研院所的研究熱點(diǎn)。其中，以生物質(zhì)資源為原料開發(fā)生物基聚合物及單體必將成為未來材料領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。

　　根據(jù)歐洲的分類方法，目前生物基聚合物主要有兩類產(chǎn)品：生物基但不可生物降解的聚合物，如生物基聚乙烯(PE)、生物基聚丙烯(PP)等；生物基且可生物降解的聚合物，如聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二酯(PBS)等。

　　張家港美景榮化學(xué)工業(yè)有限公司和盛虹集團(tuán)等企業(yè)與高校合作，逐漸突破了生物基1，3-丙二醇(PDO)的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了PDO萬噸級生產(chǎn)；在PTT聚合方面也連續(xù)攻關(guān)，初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。

　　德國亞琛工業(yè)大學(xué)紡織技術(shù)研究院進(jìn)行了PEF纖維的試生產(chǎn)，研究結(jié)果令人滿意。其采用Avantium公司的瓶級PEF加工的復(fù)絲，線密度為130dtex，拉伸強(qiáng)度為22cN/tex。

　　蘭精公司的纖維素直接成網(wǎng)技術(shù)(Web Technology)可開發(fā)100%纖維素纖網(wǎng)，克重15~60g/m2，網(wǎng)材的單纖直徑范圍為5~40μm，產(chǎn)品具有完全的生物可降解性和可堆肥性，是一種符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念的生產(chǎn)方法。

　　低碳、零碳、負(fù)碳纖維

　　纖維的低碳、零碳、負(fù)碳技術(shù)，是未來纖維行業(yè)的碳中和技術(shù)方向。

　　碳減排關(guān)鍵技術(shù)(低碳)：圍繞化石能源綠色低碳利用、減污降碳等開展技術(shù)創(chuàng)新，重點(diǎn)加強(qiáng)多能互補(bǔ)耦合、低碳建筑材料、低碳工業(yè)原料、低含氟原料等源頭減排關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)；加強(qiáng)減污降碳協(xié)同、協(xié)同治理與生態(tài)循環(huán)、二氧化碳捕集/運(yùn)輸/封存以及非二氧化碳溫室氣體減排等末端減排關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)。2018年1月23日，意大利錦綸紗線生產(chǎn)商Aquafil與美國生物工程公司Cenomatica合作研發(fā)環(huán)保己內(nèi)酰胺，用于加工100%生物基錦綸。利用該制造工藝，可以用以植物為基礎(chǔ)的可再生原料替代傳統(tǒng)錦綸制造使用的化石基材料來生產(chǎn)己內(nèi)酰胺，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)原材料來源的多樣化。此外，這種新型的生產(chǎn)過程不需使用特殊裝備，也無須在錦綸生產(chǎn)鏈做任何調(diào)整。

　　碳零排關(guān)鍵技術(shù)(零碳)：開發(fā)可再生能源利用技術(shù)以及低品位余熱利用等零碳非電能源技術(shù)。開發(fā)生物質(zhì)利用、氨能利用、廢棄物循環(huán)利用、非含氟氣體利用、能量回收利用等零碳原料/燃料替代技術(shù)?！傲闾肌笔峭ㄟ^植樹造林等形式抵消碳排放實(shí)現(xiàn)的。一是要加強(qiáng)生產(chǎn)過程控制，力爭將排放減少到零；二是充分利用不得已排放的廢棄物，通過循環(huán)利用使相關(guān)產(chǎn)業(yè)形成生態(tài)系統(tǒng)。賽得利自主研發(fā)的高效清潔閉環(huán)生產(chǎn)工藝，配合生物質(zhì)能源、光伏發(fā)電等清潔能源的使用，取材于100%可持續(xù)認(rèn)證木源，100%生物基材質(zhì)，100%可堆肥處理。蘭精的脫碳策略基于降低自身直接和間接碳排放，通過采用更高效的生產(chǎn)方式，利用可再生能源和新技術(shù)來減少碳排放。在產(chǎn)品、生產(chǎn)工廠、抵消剩余碳排放量等方面都設(shè)置了高標(biāo)準(zhǔn)。

　　碳負(fù)排關(guān)鍵技術(shù)(負(fù)碳)：加強(qiáng)二氧化碳利用、二氧化碳高效轉(zhuǎn)化燃料化學(xué)品、直接空氣二氧化碳捕集等碳負(fù)排技術(shù)創(chuàng)新。2014年，日本東京大學(xué)Kyoko Nozaki教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了使用二氧化碳與丁二烯反應(yīng)形成乙烯基環(huán)內(nèi)酯，繼而將這一中間體進(jìn)行自由基聚合得到二氧化碳與丁二烯的共聚物。這種間接的方法卻也為二氧化碳的化學(xué)轉(zhuǎn)化提供了一些新思路，也得到了一種新的二氧化碳基纖維材料。

　　納米纖維增材制造

　　增材制造以三維數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料通過分層制造、逐層疊加的方式制造三維實(shí)體，從根本上突破了復(fù)雜異型構(gòu)件的制造瓶頸，是集先進(jìn)制造、數(shù)字制造、智能制造、綠色制造于一身的制造技術(shù)。

　　哈佛大學(xué)Kevin Kit Parker團(tuán)隊(duì)將增材制造與納米纖維制備技術(shù)相結(jié)合，在快速制造具有可編程的三維幾何排列的微/納米纖維支架基礎(chǔ)上，植入心肌細(xì)胞，獲得具有正常心臟結(jié)構(gòu)特性的、可跳動的“人工心臟”。

　　清華大學(xué)伍暉副教授課題組與航天航空學(xué)院趙立豪副教授團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)了一種全新的、結(jié)合卡門渦街原理的無針頭溶液氣紡絲技術(shù)，提出利用卷對卷裝置連續(xù)輸送紡絲溶液進(jìn)行氣紡絲，成功實(shí)現(xiàn)了納米纖維的高通量制備，為納米纖維的規(guī)模化生產(chǎn)提供了新思路和新機(jī)遇。

　　納米纖維結(jié)構(gòu)普遍存在于人體皮膚，肌肉，骨骼組織中，納米纖維因其對天然組織(尤其是細(xì)胞外基質(zhì))的結(jié)構(gòu)仿生，在組織工程應(yīng)用具有天然優(yōu)勢。利用高通量納米纖維制造技術(shù)“打印”人體組織器官前景光明。

　　高新技術(shù)纖維

　　高新技術(shù)纖維領(lǐng)域，未來將聚焦低成本化和超高性能纖維的研發(fā)，提升國際競爭力。

　　全球高新技術(shù)纖維主要包括六大類高科技纖維(特種纖維)以及高性能和多功能化的傳統(tǒng)纖維，代表了化纖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。近期，全球高新技術(shù)纖維呈蓬勃發(fā)展勢頭，工藝技術(shù)不斷革新，生產(chǎn)鏈不斷完善，工藝更節(jié)能，生產(chǎn)規(guī)模趨于大型化等傳統(tǒng)工藝技術(shù)出現(xiàn)重大創(chuàng)新。

　　其中，高性能結(jié)構(gòu)纖維具有高強(qiáng)度、高模量、高抗壓強(qiáng)度、耐高溫等特性，在新能源開發(fā)、增強(qiáng)國家實(shí)力的基礎(chǔ)材料、交通運(yùn)輸工具輕量化領(lǐng)域具有使用價(jià)值。例如，在碳纖維領(lǐng)域，我國已攻克了超高強(qiáng)碳纖維干噴濕紡關(guān)鍵技術(shù)，百噸級T1000級超高強(qiáng)度碳纖維生產(chǎn)線投產(chǎn)。在芳綸纖維領(lǐng)域，我國正在開發(fā)高強(qiáng)型和高模型等高端產(chǎn)品制備及應(yīng)用技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)高模型：拉伸模量≥110GPa，強(qiáng)度≥18cN/dtex，斷裂伸長率≥1.5%；高強(qiáng)型：拉伸強(qiáng)度≥22cN/dtex，斷裂伸長率≥3.6%的性能。

　　高性能功能纖維，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)/功能一體化，具有抗燒蝕、抗高溫氧化、高導(dǎo)熱性、吸波等特點(diǎn)，在航空航天、戰(zhàn)略武器等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。經(jīng)過多年研究，國內(nèi)已開發(fā)出新型的裂解回收技術(shù)和裝備，實(shí)現(xiàn)再生碳纖維的力學(xué)性能保持在85%。

　　纖維領(lǐng)域的區(qū)塊鏈技術(shù)

　　纖維領(lǐng)域的區(qū)塊鏈技術(shù)，以“纖維+大數(shù)據(jù)”手段，提供透明、可追溯、可信賴的認(rèn)證工具。

　　區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、去信任化、可擴(kuò)展、匿名化等特點(diǎn)，可完美解決目前纖維產(chǎn)品領(lǐng)域存在的追溯鏈不完整，以次充好，比例不清，監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)、測試方法、次品換算標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題。兩個(gè)領(lǐng)域的深度融合，實(shí)現(xiàn)全流程可追溯、高效率、互證互信的機(jī)制，提高纖維產(chǎn)品的品牌力。

　　在循環(huán)再生纖維制品可信方面，通過運(yùn)用國家標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)、供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)等信息化手段，為工廠和產(chǎn)業(yè)提供輕量應(yīng)用及賦能，推動從瓶片回收到下游的服裝織造、從纖維到終端產(chǎn)品的全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級和在線交易，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、倉儲數(shù)據(jù)、交易數(shù)據(jù)的可信上鏈。利用數(shù)字化可信制造推進(jìn)再生纖維制造標(biāo)準(zhǔn)體系和循環(huán)再生可追溯平臺的建立，保證其數(shù)據(jù)透明可信，維護(hù)綠色纖維、紡織品的市場秩序。

　　在纖維碳管理方面，面向化纖和印染提供碳足跡追蹤、碳效評價(jià)、區(qū)域碳排放監(jiān)測等公共服務(wù)能力，提升工業(yè)綠色低碳數(shù)據(jù)和產(chǎn)業(yè)治理水平，實(shí)現(xiàn)工業(yè)碳排放數(shù)據(jù)要素的可靠采集、可信管理、適時(shí)分析與產(chǎn)品認(rèn)證。

　　纖維摩爾定律

　　纖維摩爾定律，是指為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能且避免制造復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，需要控制纖維材料的微觀結(jié)構(gòu)，纖維的功能將以一種可預(yù)測的方式逐步升級。

　　依照“纖維摩爾定律”，纖維與織物中將不斷高度集成功能材料與器件，融合儲能、智能顯示、傳感等功能，形成交織結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，能夠看、聽、說、感知、交流、管理能量、診斷與治療疾病、存儲與處理數(shù)據(jù)，甚至計(jì)算的新型智能織物將最終涌現(xiàn)，并在動作監(jiān)測、智能可穿戴、健康護(hù)理、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用驗(yàn)證。