在碳纳米管改性棉纤维中加入白蛋白抗体后,探测到了白蛋白的存在。该功能有望用于探测伤者的出血状况。也许,纺织品将有能力感知环境中的化学或生物武器,所有这些潜在的应用都需要大规模制造纳米材料。
我的研究方向主要集中在开发纳米材料化学研究的新方法上,最终目标是找出纳米材料的独特性能。参与先进纺织材料的研究对于我来说是一个比较新的领域,我认为在纺织品中使用纳米材料具有很广阔的发展前景,如今我们正在研究半导体纳米线。今后有可能将其添加到面料中来增强面料的功能,如能量收集和储存、光学和化学传感功能,以及独特的机械强度和韧性的组合。
整合纺织品纳米材料处于起步阶段
我听说过的纳米材料制造的面料产品,已注册成银纳米粒子面料,并取得了巨大进展。这些材料通过启用碳纳米管的方式,把它们编织在一起,使其成为具有高吞吐量的新材料。然而在一般情况下,整合成纺织品的纳米材料仍然处于起步阶段。
处在这个阶段有两个问题亟须解决:一是制造方法,可以制造足够的所需物质仍有待开发,纳米材料本身的基本性质,特别是在纺织行业中,在很大程度上是未知的。世界各地的许多研究小组都在研究纳米线,但较为常见的是在电子或光学上的应用,需要相对较少的材料,以及微小的结构变化。但是在纺织品应用中,如果电线太短或不分散在一个特定的溶剂中,它们根本就无法正常工作。此外耐久性也特别重要。
另一个问题是需要进一步研究纳米材料的毒性和对环境的影响。不过,碳纳米管改性纤维对人体的影响尚无定论。虽然大量的细胞培养数据表明这类碳纳米管涂层是无害的,但长期接触皮肤的影响还需进一步研究。
半导体纳米线将太阳能转换成电能
从某种意义上说,纳米材料是一种非常有趣的材料,且具有一些潜在属性,例如我们已经开发了大量硅和锗纳米线。纳米线是结晶的,但它们非常脆,机械性能也不是很灵活。纳米线的纤维结构,使它们适合用于纺织品行业。例如由纳米线制成的半导体材料硅,是电子行业的骨干,如今他们利用新材料组合性能以及新的光学和电子的特点将有可能做成纺织品。我们相信,应用这些材料制成的新纺织品将存在着巨大的潜力。
具有更多功能的纺织品似乎逐渐成为一个新兴市场,例如半导体纳米线。将他们纳入纺织品类别是适合的,因为这些纳米材料具有一些独特的属性,它们能够满足纺织品结构上的需要,同时还能使纺织品带有一些有趣的功能,如能够将吸收的太阳能转换成电能。现在,新的合成方法使得这些材料的数量增多,并提高了它们的性能研究。目前,我们正在研究这种纳米线,希望将来能够满足纺织品市场的需求。
纺织进入生命探测系统不再是梦境
碳纳米管是在纳米水平上操纵碳原子制成的超细材料,数万根碳纳米管并排排列起来才有一根头发丝那么宽。与此前的智能纤维制造方法相比,这种方法更为简单、成本也更低。研究人员将普通的棉线放入碳纳米管溶液当中反复浸渍,再使其干燥。这一过程不需要使用任何附加的电子设备。如此几次之后,棉纤维就具有了导电性。此外,在碳纳米管改性棉纤维中加入白蛋白抗体后,探测到了白蛋白的存在。白蛋白是血液中的一种关键蛋白质,该功能有望用于探测伤者的出血状况。
也许,纺织品将有能力感知环境中的化学或生物武器,所有这些潜在的应用都需要大规模制造纳米材料,这可能为纺织行业创造新的就业机会,以及新产品的增长空间。
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