2025纤维领域十大新兴技术发布,“人类永生”不可或缺
军工资源网 2025年09月01日科技部印发的《国家科学技术奖提名办法》也重点提出:坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康;服务国家战略需求、作出创造性贡献的重大成果;特别是从0到1的重大科学发现和基础理论创新、事关发展全局和国家安全的关键核心技术突破、抢占科技和产业发展制高点的战略性、前沿性成果。
未来百年的科技发展,将聚焦于基础材料、能源动力、信息科技、生命科学、星际探索领域,从“万物互联、智能无处不在”,“虚实相生、人机和谐共处”,发展至“人类永生、进军未知世界”,各领域的科技将共同支撑人类走向未来世界。
纤维领域与新兴科技交叉与融合,已在全球形成前所未有的多维发展空间,呈现绿色、多元、极限、智能、融合、服务等新的发展趋势。十四五时期,我国纤维新材料行业进入新阶段、新理念、新格局的高质量发展期,围绕重点领域的需求,发展航空航天材料、高端装备材料、新一代电子信息材料、生物医用材料、新能源材料等,关注5G、柔性显示等新兴方向的材料需求,促进开发与应用联系更紧密。
7月在2025吴江高新区(盛泽镇)材料创新与低碳发展洽谈会暨科技成果转移转化对接会上,国家先进功能纤维创新中心发布了“2025纤维领域十大新兴技术”。为飨行业读者,相关内容在此完整推送。
纤维闭环再利用技术Fiber Closed-Loop Reuse Technology
一、纤维闭环再利用技术,通过分子/催化剂/合成技术设计创新,为“闭环材料经济”提供理想模型,也为未来高性能可循环聚合物的开发开辟新方向。
——NAFFIC
纤维已经成为我们现代生活中不可或缺的材料,但与此同时,它们的环境影响也令人堪忧。传统的机械回收主要通过清洗、粉碎和重塑的方式对塑料进行再利用,但这种方式存在以下问题:1. 性能退化:经过机械回收的纤维往往因杂质污染而导致性能下降,难以应用于高质量产品。2. 混合废料难处理:机械回收对混合废料的兼容性较差,许多高性能纤维无法得到有效回收。亟需发展纤维“闭环回收”技术,实现分子级可化学循环。
上述文章开发了一种模块化分子编辑策略,将废弃PBT转化为可持续的PBAT。首先通过羟基-酯交换反应引入AA和BDO单元,生成带羟基末端的PBAT-OH;随后利用羧基-酯交换或酯-酯交换反应修饰其羟基末端,制备出四种不同端基的PBAT变体。该方法突破了传统单组分PBAT的功能限制,实现了主链和端基可定制的PBAT合成,并成功制备出高性能、可3D打印的纯PBAT。中试实验(100升规模)验证了该工艺的大规模生产可行性。这些功能性PBAT广泛适用于注射成型零件、3D打印组件等领域,且支持PBAT变体间的相互转化,实现闭环回收。此策略为报废PBT直接转化为高性能、可持续、多功能材料提供了可行路径,具有显著商业价值。
吉林大学张越涛教授研究团队开发了一种基于氯化镁(MgCl2)的催化体系。MgCl2是一种价格低廉、广泛可得的化学物质,但是在聚酯材料的闭环回收中展现出优异性能,实现廉价催化剂助力闭环回收。
Xuan Pang等(https://doi.org/10.1021/jacs.5c00044)开发了一种基于甲基丙烯酸酯的新型聚酯合成平台,通过设计具有特殊取代结构的六元环内酯单体,实现高性能聚酯的温和制备与化学循环。研究团队以甲基丙烯酸酯、丙二酸酯和甲醛为原料,通过迈克尔加成反应与分子内环化反应,成功合成了五种γ位含双取代基的六元环内酯,其取代基涵盖甲基至正丁基等多种官能团。随后,系统筛选催化剂发现,二苯基磷酸(DPP)在引发剂存在下可高效催化内酯的开环聚合(ROP),所得聚酯分子量最高达37.0 kg/mol,且分散度低(Đ≈1.1-1.5)。通过调控取代基结构,聚酯的玻璃化转变温度(Tg)可从20°C降至-51°C,与聚丙烯酸酯的热性能趋势高度一致;同时,双取代结构显著提升了材料的结晶性与耐热性——高结晶性聚酯的熔点(Tm)较单取代体系提升84°C。此外,基于热力学平衡分析,该聚酯在80°C温和条件下可完全解聚为原始单体,突破了传统六元环内酯聚酯需高温高压回收的瓶颈。
仿生+纤维Biomimetic+Fiber
二、“仿生+纤维”,为绿色制造高强度纤维提供了新范式,有望推动合成生物学与材料科学的深度融合。
——NAFFIC
美国西北大学Sinan Keten团队联合圣路易斯华盛顿大学张复宗团队在《科学·进展》(Science Advances)发表最新研究成果,通过多尺度模拟与实验验证,揭示了合成蜘蛛丝纤维后拉伸工艺对力学性能的调控机制。该研究构建了首个基于拉伸过程的机械性能预测模型,为设计高强度、高韧性仿生纤维提供了全新策略。
新加坡国立大学Swee Ching TAN、吉林大学朱有亮等团队合作,报道了一种模仿蜘蛛吐丝过程的常温常压自发相分离纺丝技术(PSEA)。该方法无需额外加热、紫外固化或凝固浴等条件,获得的功能性软纤维具有足够的强度