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天然纤维:古能织布今能造车

科普小知识2022-07-10 15:54:16
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随着人们物质生活的日益丰富,自然环保等现代生活理念已经成为更多消费者的追求,天然纤维产品也逐渐受到人们的青睐。最近的研究表明,人类对天然纤维的利用可以追溯到几万年前。

根据发表在英国《科学报告》上的一篇研究论文,考古学家在法国中南部阿尔迪什河附近的一个地点发现了一根大约41000到52000年前的6毫米长的绳子。这是纤维技术已知最古老的直接证据——使用天然纤维制造纱线。

那么,天然纤维的类型是什么,人们是如何首先发现它们的?现在,天然植物纤维的应用已经扩展到一个新的应用领域了吗?

古人是如何使用纤维的

常州纺织服装职业技术学院的陶丽珍教授说,所有取自大自然的纤维都可以称为天然纤维。从它们的来源来看,它们可以分为植物纤维和动物纤维。常见的天然纤维包括棉、麻、丝和羊毛纤维,其中大麻纤维品种最多。

江南大学纺织科学与工程学院教授邱华告诉记者,迄今发现的使用野生亚麻纤维的最早证据来自格鲁吉亚*,研究人员在那里发现了3万年前旧石器时代晚期使用野生亚麻纤维的痕迹,这些亚麻纤维还经过纺纱、染色和打结处理。在中国和印度,自5000年前起,驯化的亚麻就被作为一种作物种植。

棉花起源于热带和亚热带地区,包括美国、非洲、埃及和印度。在史前时期,人们知道棉花被用作布料。”邱华说,虽然棉花自古以来就被种植,但直到轧棉机出现以降低生产成本,棉花才被广泛使用。

进入封建社会后,丝绸产品开始受到尊重。邱华介绍说,蚕丝是一种天然蛋白质纤维,主要由丝素蛋白组成,是人类最早使用的动物纤维之一。此外,据资料显示,使用鸟羽毛的纺织品始于春秋时期,而在中国古代纺织品中使用羊绒、牦牛毛、骆驼毛等纤维可追溯到夏朝甚至更早。

“在古代棉花的最初加工过程中,棉花种子首先是用手取出的。这个过程被称为轧棉。后来,它发展到用铁条或铁棒摩擦棉花来除去棉花种子。后来,出现了搅拌或轧钢机,大大提高了轧棉生产效率。陶丽珍说,生产棉籽的棉花需要经过弹性棉才能用于纺纱。

陶丽珍介绍说,要从大麻原料中提取纤维,必须先将大麻植物中薄薄的一层糊状胶质剥离。这个过程叫做脱胶。大麻最早的脱胶方法是自然沤麻,然后发展到在石灰水中煮沸大麻皮,在漂白和洗涤过程中不断去除胶质杂质,最终使纤维看起来洁白干净。在最初的大麻纺纱中,脱胶后的纤维粘合片首先用手指分裂成细长股,然后一根接一根地拼接,从而将大麻纱线拼接成细长的大麻纱线。这一过程也被称为大麻性能,而“成就”一词源于大麻纺纱过程。

动物纤维,如羊毛,在用于纺织前需要经过预处理,包括采摘、洗涤和拉毛。北魏时期,《齐姚敏书》记载剪好的羊毛在河水中洗涤。在缺水地区,一些人还在黄沙中摩擦羊毛来去除油脂。羊毛经过洗涤和干燥后,古人用丁字裤或弓弦松开羊毛来纺纱。

新技术带来新的应用领域

在现代,纯手工提取和加工的天然纤维产品更多地被视为手工艺品。随着工业化程度的不断提高,天然纤维不仅提高了生产效率,而且找到了更多的应用领域。

陶丽珍说,目前,天然纤维在医疗、环保、交通、航天、新能源等许多领域得到应用和推广。

例如,使用天然植物纤维作为增强材料来制备有机复合材料可以有效地减轻汽车部件的重量,并且可以用作轻型汽车车身的可持续替代物。此外,天然植物纤维的自然生长结构的特性也能有效减少碰撞时产生的碎片。从经济的角度来看,天然纤维更便宜,生产所需能源更少,更环保,更实用。

然而,利用天然植物纤维开发和加固土壤材料可以满足环境敏感土地和土壤开发的需要,在建筑和道路建设中具有广阔的应用空间。然而,大麻无纺复合材料因其生产成本低、可生物降解、可再生、对环境无污染等优点,在汽车纺织品中越来越受欢迎。