2024年6月，嫦娥六号着陆器照顾的五星红旗正在月球后背成功展开，这一抹亮眼的“中国红”由玄武岩拉成的细丝织就，代表了国际纤维材料手艺前沿。早正在远古期间，人类就起头操纵动物外相、树皮和草叶等天然纤维材料制裁缝物抵御寒冷。取人类社会同步成长的纤维材料，正借帮一系列新手艺焕发新貌，从缝制衣服的布料演进为办事于衣食住行和出产糊口方方面面的先辈根本材料。纤维材料是指具有脚够的细度（曲径＜100微米）和长径比（长度/曲径＞1000），具有定领导向性、可编程性、可柔性加工的物质。纤维材料手艺降生于适用需要。陪伴体毛逐步退化，人类学会了从亚麻、棉花、羊毛和蚕丝等动动物中提取纤维，将其精制成更为柔嫩和耐用的布料。正在古印度，棉花被织成布料，由此传遍世界各地；古埃及人用亚麻制做衣物；中国的丝绸不只适用取美感兼具，也以此为纽带构成了沟通世界的丝绸之，鞭策了商业成长取文明交换。这些天然纤维来自卑天然，从原有材料某人工豢养培育提拔的动动物身上间接取得，遍及具有较好的吸湿性、透气性、亲肤性和敌对特征，次要使用于纺织工业。天然纤维细度和长度不服均、伸长能力衰，化学纤维手艺应运而生。早正在1664年，科学家提出设想：对天然高某人工合成高材料进行加工处置，制成纤维材料。但因为其时人们对纤维的根基布局知之甚少，这一设法曲到200多年后的19世纪才得以实现。1891年，人制丝（粘胶纤维）初次制形成功，标记着人类起头有能力制制化学纤维。1935年，聚酰胺纤维的发现，开创了合成纤维的汗青。这种纤维材料还有一小我们熟悉的俗称：尼龙。尼龙的耐磨性是棉花的10倍，强度比棉花高1—2倍、比羊毛高4—5倍，能上万次弯折而不竭裂，化学不变性强，是衣物、绳索等的抱负材料，正在多个范畴敏捷代替天然纤维。紧随其后，由无机二元酸和二元醇通过化学缩聚获得的合成高制成的聚酯纤维（涤纶）、以石油精辟副产品丙烯为原料制成的聚丙烯纤维（丙纶）等合成纤维接踵问世。除了尼龙、涤纶、丙纶，常见的合成纤维还有腈纶、氯纶、维纶、氨纶和聚烯烃弹力丝等。这些纤维材料均由合成的高化合物制成，就像天然界中的新，以其独有的特征和劣势，拓宽了纤维材料的使用范畴，不只正在日常糊口中饰演着主要脚色，还正在工业出产中展示出庞大的潜力。20世纪下半叶，合成纤维材料送来高速成长期间。跟着人工合成高材料的大量出现和现代高科学的前进，高机能纤维做为合成纤维家族的新逐步崭露头角。科学家们巧妙操纵设想、高合成取纤维加工手艺，创制出一系列机能优异的先辈纤维材料。好比，碳纤维是一种含碳量正在90%以上的高强高模纤维，具有高强度、轻质和耐高温特征，曲径只要头发丝的1/10至1/12，强度倒是铝合金的4倍以上，正在航空航天、体育器材和高铁汽车等范畴大显身手。又如芳喷鼻族聚酰胺纤维（芳纶），以其防弹、防火和耐化学侵蚀的特征，正在工业防护和军事范畴占领主要地位。还有超高量聚乙烯纤维，以其极高的强度和优异的耐磨机能，成为高强度绳索的首选。单就材料机能而言，合成纤维似乎曾经达到极限，但科技成长永久需要想象力。正在不少科幻片子里，人们身上的衣服不只能够“七十二变”，还集成了各类电子产物，像一位聪慧超群的得力帮手。跟着材料科学不竭成长并取光学、电磁学、消息手艺等其他学科交叉融合，智能纤维材料无望让科幻场景变成现实。智能纤维材料集成传感器和各类功能材料，可以或许灵敏并响应的微妙变化。如许的特征源自其多标准精细布局，奇特的光、电、力、热、磁机能以及柔性功能。由此，便携式电子产物、人机接口电极、能量存储和转换设备等都可以或许集成于纤维状智能材料，并被编织成可穿戴、可响应、可美化的柔性纺织品，正在聪慧监测、聪慧医疗、聪慧交通、聪慧糊口等范畴阐扬主要感化。以一种新型“不插电”智能纤维为例，它基于取人体相婚配的能量交互机制，集无线能量采集、消息取传输等功能于一身。这种纤维编织成的智能纺织品，无需依赖保守的芯片和电池，便能实现发鲜明示、触控等人机交互功能，无效简化可穿戴设备和智能纺织品的硬件布局，无望处理目前可穿戴设备“不恬逸”的难题。这一冲破性，为人取的智能交互斥地新的可能，展示了智能纤维材料的普遍使用前景。将来，智能纤维将正在取出产糊口各范畴的融合成长中，陪伴我们走进愈加智能、便利和舒服的将来糊口。正在交叉融合以外，新型纤维材料也正在最根本、最素质的材料来历上勤奋实现冲破。科学家们将目光投向遥远的月球，创制一种奇异的纤维材料——月壤纤维。月壤，这层笼盖正在月球概况的奥秘面纱，由藐小的岩石、矿物颗粒和细小的玻璃珠构成。它的次要成分包罗硅酸盐、氧化物和少量金属元素，通过高温熔融和拉丝手艺，这些成分可认为具有杰出机能的纤维材料。正在地球上，玄武岩纤维以其优异的力学机能、耐侵蚀性、宽广的工做温度范畴和低热导率，成为建建、交通等范畴的主要材料。月壤取地球的玄武岩矿石正在成分和性质上有着惊人的类似之处。自创地球上玄武岩纤维的制备手艺，操纵月壤拉制的纤维无望成为月球扶植材料，满脚原位取材需求。有了“制房子”的材料，到地球外持久栖身并进行能源开辟也许会成为现实，进而打开人类通往深处的大门。跟着科技不竭前进，新型纤维材料的研究使用正迈上新的台阶。目前，科研工做者正充实操纵材料科学、物理化学、电子消息、系统科学等多学科学问，不竭创制新型纤维材料，付与其史无前例的机能和功能。曲径更细、链取向更好、布局缺陷更少，以最小能量实现更复杂功能及更高机能，成为新型纤维材料的成长标的目的。除了机能上的飞跃，将来的纤维材料还将对天然愈加敌对。基于人类的可持续成长，生物基纤维和生物可降解纤维的立异开辟，将为我们处理污染问题供给新的思。因为纤维材料的柔性和多样化的可加工特征，其使用曾经超越了保守织物和纺织品，正在计谋性新兴财产如人工智能、电子消息、航空航天、新能源、生物医药等范畴具有更普遍的使用。纤维新材料的成长具有高科技、高效能、高质量特征，亟须取物理、化学、生物、医学和消息手艺等融合，开辟具有高机能、多功能、更智能和可持续的纤维材料取器件，实现多功能耦合取杂化，满脚将来财产的使用需求。跟着根本研究的成长和纤维制制手艺的前进，中国化纤行业稳步增加，世界上大约70%的合成纤维产自中国。然而，国内根本理论取高机能纤维及其复合材料的财产成长仍然掉队于发财国度。一些环节手艺的工业化仍未处理，因而部门高机能纤维和复合材料仍然依赖进口。纤维材料，出格是高机能、生物基和可持续纤维材料，正在“十四五”规划中被列为亟须改良和成长的环节计谋性材料。取此同时，人工智能正正在影响着每小我的糊口，具有交互式功能的智能纤维被认为是下一代纤维。跟着纳米手艺和材料科学的成长前进，我们团队通过无机—无机杂化策略，引入多功能基元，设想建立跨标准（包罗、纳米、微米级）布局，并建建功能耦合和传送机制，将智能功能融入纤维中，以实现光电转换、力学响应和生物兼容性等多种功能。基于多标准精细布局及奇特的光、电、力、热、磁机能的一维材料系统成为“F（Functional）+I（Intelligence）+B（Brainy）+E（Electronic）+R（Responsive）”闭环系统的主要构成部门。基于智能纤维的便携式电子产物、人机接口电极、能量存储和转换设备能够被编织成可穿戴纺织品，将来将正在聪慧监测、聪慧医疗、聪慧交通、聪慧糊口等范畴阐扬环节感化。总体而言，纤维制备的挑和是若何制备具有更细曲径、更好链取向、更少布局缺陷并以最小的能量实现更复杂功能的纤维。纤维科学曾经成长为一个多学科交叉的研究前沿，纤维手艺也成为影响和指导现代工业成长标的目的的主要手艺范畴。纤维材料做为新质出产力的典型代表，其成长方针是通过手艺立异和冲破，充实操纵材料科学、物理化学、电子消息、系统科学等多学科学问，基于耦合和杂化，创制纤维新材料，办事国度计谋财产和财产转型升级。一根根纤维，了人类的成长，毗连着将来糊口。从天然纤维的朴实，到合成纤维的多样，再到智能纤维的奇奥，纤维材料每一次手艺改革和成长，都不竭为人类糊口添加新的色彩，带来新的欣喜。现在，纤维材料科学已成为多学科交叉的研究前沿，纤维手艺也成为现代工业成长的主要构成部门。我们等候，更多先辈纤维材料为出产糊口带来便当，为中国财产转型升级注入强劲动力。（做者为中国科学院院士，东华大学材料科学取工程学院院长、纤维材料改性国度沉点尝试室从任；持久处置纤维材料的复合化、功能化和智能化研究，提出并成立了热塑性聚合物纤维功能化设想思和全流程功能化手艺系统，建立了介不雅制备智能纤维的新方式；获国度手艺发现二等、国度科技前进二等、何梁何利科学取手艺青年立异、全国立异抢先状等）2024年6月，嫦娥六号着陆器照顾的五星红旗正在月球后背成功展开，这一抹亮眼的“中国红”由玄武岩拉成的细丝织就，代表了国际纤维材料手艺前沿。早正在远古期间，人类就起头操纵动物外相、树皮和草叶等天然纤维材料制裁缝物抵御寒冷。取人类社会同步成长的纤维材料，正借帮一系列新手艺焕发新貌，从缝制衣服的布料演进为办事于衣食住行和出产糊口方方面面的先辈根本材料。纤维材料是指具有脚够的细度（曲径＜100微米）和长径比（长度/曲径＞1000），具有定领导向性、可编程性、可柔性加工的物质。纤维材料手艺降生于适用需要。陪伴体毛逐步退化，人类学会了从亚麻、棉花、羊毛和蚕丝等动动物中提取纤维，将其精制成更为柔嫩和耐用的布料。正在古印度，棉花被织成布料，由此传遍世界各地；古埃及人用亚麻制做衣物；中国的丝绸不只适用取美感兼具，也以此为纽带构成了沟通世界的丝绸之，鞭策了商业成长取文明交换。这些天然纤维来自卑天然，从原有材料某人工豢养培育提拔的动动物身上间接取得，遍及具有较好的吸湿性、透气性、亲肤性和敌对特征，次要使用于纺织工业。天然纤维细度和长度不服均、伸长能力衰，化学纤维手艺应运而生。早正在1664年，科学家提出设想：对天然高某人工合成高材料进行加工处置，制成纤维材料。但因为其时人们对纤维的根基布局知之甚少，这一设法曲到200多年后的19世纪才得以实现。1891年，人制丝（粘胶纤维）初次制形成功，标记着人类起头有能力制制化学纤维。1935年，聚酰胺纤维的发现，开创了合成纤维的汗青。这种纤维材料还有一小我们熟悉的俗称：尼龙。尼龙的耐磨性是棉花的10倍，强度比棉花高1—2倍、比羊毛高4—5倍，能上万次弯折而不竭裂，化学不变性强，是衣物、绳索等的抱负材料，正在多个范畴敏捷代替天然纤维。紧随其后，由无机二元酸和二元醇通过化学缩聚获得的合成高制成的聚酯纤维（涤纶）、以石油精辟副产品丙烯为原料制成的聚丙烯纤维（丙纶）等合成纤维接踵问世。除了尼龙、涤纶、丙纶，常见的合成纤维还有腈纶、氯纶、维纶、氨纶和聚烯烃弹力丝等。这些纤维材料均由合成的高化合物制成，就像天然界中的新，以其独有的特征和劣势，拓宽了纤维材料的使用范畴，不只正在日常糊口中饰演着主要脚色，还正在工业出产中展示出庞大的潜力。20世纪下半叶，合成纤维材料送来高速成长期间。跟着人工合成高材料的大量出现和现代高科学的前进，高机能纤维做为合成纤维家族的新逐步崭露头角。科学家们巧妙操纵设想、高合成取纤维加工手艺，创制出一系列机能优异的先辈纤维材料。好比，碳纤维是一种含碳量正在90%以上的高强高模纤维，具有高强度、轻质和耐高温特征，曲径只要头发丝的1/10至1/12，强度倒是铝合金的4倍以上，正在航空航天、体育器材和高铁汽车等范畴大显身手。又如芳喷鼻族聚酰胺纤维（芳纶），以其防弹、防火和耐化学侵蚀的特征，正在工业防护和军事范畴占领主要地位。还有超高量聚乙烯纤维，以其极高的强度和优异的耐磨机能，成为高强度绳索的首选。单就材料机能而言，合成纤维似乎曾经达到极限，但科技成长永久需要想象力。正在不少科幻片子里，人们身上的衣服不只能够“七十二变”，还集成了各类电子产物，像一位聪慧超群的得力帮手。跟着材料科学不竭成长并取光学、电磁学、消息手艺等其他学科交叉融合，智能纤维材料无望让科幻场景变成现实。智能纤维材料集成传感器和各类功能材料，可以或许灵敏并响应的微妙变化。如许的特征源自其多标准精细布局，奇特的光、电、力、热、磁机能以及柔性功能。由此，便携式电子产物、人机接口电极、能量存储和转换设备等都可以或许集成于纤维状智能材料，并被编织成可穿戴、可响应、可美化的柔性纺织品，正在聪慧监测、聪慧医疗、聪慧交通、聪慧糊口等范畴阐扬主要感化。以一种新型“不插电”智能纤维为例，它基于取人体相婚配的能量交互机制，集无线能量采集、消息取传输等功能于一身。这种纤维编织成的智能纺织品，无需依赖保守的芯片和电池，便能实现发鲜明示、触控等人机交互功能，无效简化可穿戴设备和智能纺织品的硬件布局，无望处理目前可穿戴设备“不恬逸”的难题。这一冲破性，为人取的智能交互斥地新的可能，展示了智能纤维材料的普遍使用前景。将来，智能纤维将正在取出产糊口各范畴的融合成长中，陪伴我们走进愈加智能、便利和舒服的将来糊口。正在交叉融合以外，新型纤维材料也正在最根本、最素质的材料来历上勤奋实现冲破。科学家们将目光投向遥远的月球，创制一种奇异的纤维材料——月壤纤维。月壤，这层笼盖正在月球概况的奥秘面纱，矿物颗粒和细小的玻璃珠构成。它的次要成分包罗硅酸盐、氧化物和少量金属元素，通过高温熔融和拉丝手艺，这些成分可认为具有杰出机能的纤维材料。正在地球上，玄武岩纤维以其优异的力学机能、耐侵蚀性、宽广的工做温度范畴和低热导率，成为建建、交通等范畴的主要材料。月壤取地球的玄武岩矿石正在成分和性质上有着惊人的类似之处。自创地球上玄武岩纤维的制备手艺，操纵月壤拉制的纤维无望成为月球扶植材料，满脚原位取材需求。有了“制房子”的材料，到地球外持久栖身并进行能源开辟也许会成为现实，进而打开人类通往深处的大门。跟着科技不竭前进，新型纤维材料的研究使用正迈上新的台阶。目前，科研工做者正充实操纵材料科学、物理化学、电子消息、系统科学等多学科学问，付与其史无前例的机能和功能。曲径更细、链取向更好、布局缺陷更少，以最小能量实现更复杂功能及更高机能，成为新型纤维材料的成长标的目的。除了机能上的飞跃，将来的纤维材料还将对天然愈加敌对。基于人类的可持续成长，生物基纤维和生物可降解纤维的立异开辟，将为我们处理污染问题供给新的思。其使用曾经超越了保守织物和纺织品，正在计谋性新兴财产如人工智能、电子消息、航空航天、新能源、生物医药等范畴具有更普遍的使用。纤维新材料的成长具有高科技、高效能、高质量特征，亟须取物理、化学、生物、医学和消息手艺等融合，开辟具有高机能、多功能、更智能和可持续的纤维材料取器件，实现多功能耦合取杂化，满脚将来财产的使用需求。跟着根本研究的成长和纤维制制手艺的前进，中国化纤行业稳步增加，世界上大约70%的合成纤维产自中国。然而，国内根本理论取高机能纤维及其复合材料的财产成长仍然掉队于发财国度。一些环节手艺的工业化仍未处理，因而部门高机能纤维和复合材料仍然依赖进口。纤维材料，出格是高机能、生物基和可持续纤维材料，正在“十四五”规划中被列为亟须改良和成长的环节计谋性材料。取此同时，人工智能正正在影响着每小我的糊口，具有交互式功能的智能纤维被认为是下一代纤维。跟着纳米手艺和材料科学的成长前进，我们团队通过无机—无机杂化策略，引入多功能基元，设想建立跨标准（包罗、纳米、微米级）布局，并建建功能耦合和传送机制，将智能功能融入纤维中，以实现光电转换、力学响应和生物兼容性等多种功能。基于多标准精细布局及奇特的光、电、力、热、磁机能的一维材料系统成为“F（Functional）+I（Intelligence）+B（Brainy）+E（Electronic）+R（Responsive）”闭环系统的主要构成部门。基于智能纤维的便携式电子产物、人机接口电极、能量存储和转换设备能够被编织成可穿戴纺织品，将来将正在聪慧监测、聪慧医疗、聪慧交通、聪慧糊口等范畴阐扬环节感化。总体而言，纤维制备的挑和是若何制备具有更细曲径、更好链取向、更少布局缺陷并以最小的能量实现更复杂功能的纤维。纤维科学曾经成长为一个多学科交叉的研究前沿，纤维手艺也成为影响和指导现代工业成长标的目的的主要手艺范畴。纤维材料做为新质出产力的典型代表，其成长方针是通过手艺立异和冲破，充实操纵材料科学、物理化学、电子消息、系统科学等多学科学问，基于耦合和杂化，创制纤维新材料，办事国度计谋财产和财产转型升级。一根根纤维，了人类的成长，毗连着将来糊口。从天然纤维的朴实，到合成纤维的多样，再到智能纤维的奇奥，纤维材料每一次手艺改革和成长，都不竭为人类糊口添加新的色彩，带来新的欣喜。现在，纤维材料科学已成为多学科交叉的研究前沿，纤维手艺也成为现代工业成长的主要构成部门。我们等候，更多先辈纤维材料为出产糊口带来便当，为中国财产转型升级注入强劲动力。（做者为中国科学院院士，东华大学材料科学取工程学院院长、纤维材料改性国度沉点尝试室从任；持久处置纤维材料的复合化、功能化和智能化研究，提出并成立了热塑性聚合物纤维功能化设想思和全流程功能化手艺系统，建立了介不雅制备智能纤维的新方式；获国度手艺发现二等、国度科技前进二等、何梁何利科学取手艺青年立异、全国立异抢先状等）。