为制备在非极性溶剂中耐溶胀性强、具有超滤特性且孔隙率较发达的聚四氟乙烯(PTFE)基纤维膜材料,提出以预先填充有聚全氟乙丙烯(FEP)的PTFE纤维膜为支撑基材,再经静电-离心纺丝技术制备FEP纤维膜构筑复合膜的策略。分析PTFE/FEP复合膜设计策略,优化FEP纤维膜制备工艺,探究PTFE/FEP复合膜的界面结合强度、分离效果及重复利用性能。结果表明:具有热熔特性且耐溶胀性能优异的FEP可实现对PTFE纤维的包裹,提升了纯PTFE纤维膜的耐溶胀性。在最优制备工艺下,PTFE/FEP复合膜的孔径达到超滤级别(平均孔径可达87.93 nm),孔隙率达到67.70%,在4种非极性溶剂环境下浸泡7 d后对非极性溶剂中SiO₂微球模拟物的截留率仍在98%以上;FEP纤维膜与支撑体结合牢度高,且经5次溶剂-乳液循环后PTFE/FEP复合膜的通量恢复率仍高达95.36%。研究可为非极性溶剂分离与净化用高性能PTFE分离膜的开发提供策略支撑。

为改善聚酰亚胺纤维表面惰性的问题,借助超临界二氧化碳(CO₂)流体的特殊性质,对聚酰亚胺纤维进行处理,借助万能材料试验机、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和热重分析仪等多种表征手段,分析处理前后纤维结构与性能的变化。结果表明:经过超临界CO₂流体处理后,纤维的化学结构未发生明显变化,其力学性能也没有显著下降;随着超临界CO₂流体压力的提升,纤维表面粗糙度先降低后提升;当压力大于或等于10 MPa时,与树脂的界面剪切强度明显提升,增幅最高可达78.2%,说明该方法可在不损伤纤维力学性能的基础上,有效提高纤维与树脂的界面结合力。

智能可穿戴技术的快速发展推动了对柔性温度传感器的需求,但现有技术面临温度响应低、脆性大或结构不稳定等核心挑战,因此,亟需开发兼具高温度敏感性、优异柔性和稳定性的新型传感材料。通过湿法纺丝技术成功制备了硫化铋/碳纳米管/聚偏二氟乙烯(Bi₂S₃/CNT/PVDF)复合温度传感纤维,旨在解决柔性温度传感器以上不足。采用水热法合成硫化铋(Bi₂S₃)纳米棒,并将其与碳纳米管(CNT)和聚偏二氟乙烯(PVDF)复合,探究了不同含量的Bi₂S₃对于Bi₂S₃/CNT/PVDF复合温度传感纤维性能的影响。结果表明:Bi₂S₃/CNT/PVDF复合温度传感纤维在25~60 ℃范围内有优异的温度响应特性,电阻随温度升高而降低,表现出负温度系数特性,具备高温度敏感性和低电阻优势,此外该纤维还具备良好的柔韧性和热稳定性;CNT构建的三维导电网络与Bi₂S₃的窄带隙半导体特性协同作用,显著提升了材料的传感性能。该复合纤维在智能医疗监测、可穿戴设备和柔性电子领域具有广阔的应用前景,为高性能温度传感器的开发提供了新思路。

电催化水分解是制备绿氢最有效的策略之一,然而,现有析氢(HER)和析氧(OER)电催化剂存在催化动力学缓慢及耐酸/碱电解液稳定性差等瓶颈。为此,构建了一种具有HER和OER高催化活性和稳定性的柔性无机微纳米纤维膜电极。首先,利用静电纺丝技术及高温煅烧制备出柔性氧化钛钴/氧化锆-二氧化钛(CoTiO₃/ZrO₂-TiO₂)陶瓷纳米纤维膜;然后,通过浸渍吸附和化学气相沉积(CVD),将钴(Co)、钌(Ru)金属原子和碳纳米管层原位锚定在氧化锆-五氧化三钛陶瓷纳米纤维(CoRu/ZrO₂-Ti₃O₅/CF)上;探究了Co、Ru金属载量对柔性纤维膜电极形貌、微纳结构和HER/OER催化性能的影响机制。其中,构建的Co_0.2Ru/ZrO₂-Ti₃O₅/CF自支撑纤维膜电极在电流密度为10 mA/cm²时的HER过电位为103 mV,OER电位为1.531 V,优于商用贵金属二氧化钌催化剂。本研究可为柔性HER/OER双功能催化剂的制备提供新思路。

传统阻燃剂虽能提升聚酰胺(PA66)的阻燃性能,但较高的添加量往往会使PA66可纺性变差并导致纤维力学性能显著下降。为提高PA66纤维的阻燃性能同时兼顾其力学性能,以聚对苯二甲酸乙二醇(PET)废弃物为前驱体使用无溶剂的一步热解法实现了PET废弃物基碳点(rPET-CDs)的宏量制备,单釜(5 L)产量可达1 796 g,产率达72.6%;并系统探究了rPET-CDs对PA66阻燃性、可纺性及纤维性能的影响。结果表明:当添加3%的rPET-CDs时,PA66/rPET-CDs复合物的LOI值达29%,热释放速率峰值下降10.64%;在可纺性方面,rPET-CDs的加入使PA66的纺丝温度从285 ℃降至270 ℃,同时实现了PA66纤维断裂强度和断裂伸长率的协同提升。

为满足战训服、消防服等领域对高阻燃性再生纤维素纤维的需求,以三氯氧磷、哌嗪和苯胺为原料,合成一种含苯胺聚磷酰哌嗪阻燃剂(PPAB),并将其按不同比例与粘胶纺丝液共混,制得系列阻燃再生纤维素纤维。借助光学显微镜、多重光散射仪分析了阻燃剂在纺丝液体系中的分散性和稳定性,并系统研究了纤维的热稳定性、阻燃性能、燃烧行为、力学强度以及阻燃机制。结果表明:PPAB在纺丝液中分散均匀、无团聚,不影响纤维的可纺性;当PPAB在纤维中的质量分数为20%时,所得纤维极限氧指数值达29.8%,燃烧过程中热释放速率大幅降低,烟释放量低,同时其力学性能保持优良,阻燃耐水洗牢度突出,回潮率和白度与普通粘胶纤维相近;PPAB兼具凝聚相和气相阻燃作用,残炭稳定性突出。

为开发兼具高效抗菌性和良好力学性能的绿色可降解材料,采用静电纺丝技术,以聚乙烯醇(PVA)和牡丹皮提取物(PBE)为原料,并引入戊二醛(GA)作为交联剂,制备了PVA/PBE复合纳米纤维膜。结果表明:纯PVA纳米静电纺丝膜纳米纤维表面光滑,直径均匀,平均直径为0.16 μm;交联之后的GA/PVA和PBE/PVA复合纳米静电纺丝膜纤维形貌无明显变化,而平均直径有所增加;相比于纯PVA,交联之后的GA/PVA复合纳米静电纺丝膜和PBE/PVA复合纳米静电纺丝膜的断裂强度有所提高,但断裂伸长率有所降低,且水接触角角增加;当PBE质量分数为2%时,PBE/PVA复合纳米静电纺丝膜对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为99.99%和99.88%,实现了高效抗菌。该研究成功制备出一种高性能的绿色抗菌材料,在生物医学等领域具有应用潜力。

为解决高熔点萘环液晶聚芳酯因熔融温度高、熔体黏度大而导致的加工窗口狭窄、力学性能难以优化的问题,采用熔融缩聚法制备了一系列以6-羟基-2-萘甲酸(HBA)、2,6-萘二甲酸(NDA)、对苯二甲酸(TA)及4,4'-二羟基联苯(BP)为单体的液晶聚芳酯初生纤维,通过系统调节NDA与TA的量比,深入研究其热性能、结晶行为与力学响应。借助差示扫描量热仪、热重分析仪、X射线衍射仪及万能试验机等,系统评估不同单体配比对材料性能的影响。结果表明:所有组成的液晶聚芳酯均保持稳定的晶格参数,晶体结构未因组成变化而发生改变;随着TA占比的增加,材料的熔融温度由341 ℃降低至304 ℃,且700 ℃时的残炭率提高至46.0%,体现出优异热稳定性的同时,加工窗口得到显著拓宽;力学性能表现出明显的各向异性特征,当NDA与TA的量比为10∶15时,所得纤维的断裂强度达到0.78 GPa,较物质的量比为12.5∶12.5的对称组成纤维(断裂强度0.39 GPa)提升了约100%;而高TA含量体系(NDA与TA的量比为7.5∶17.5)的弹性模量高达38.85 GPa,但当NDA的摩尔分数超过17.5%时,材料结晶度急剧下降,导致材料性能恶化。

针对羽绒品质检测中的色泽、形态以及新鲜度等细粒度分类难题,提出了一种三阶段残差动态聚焦网络Tri-RDFNet,其核心骨架残差动态聚焦网络RDFNet以残差模型ResNet为主干网络,引入改进的卷积块注意力机制进行特征聚焦以及动态间隙关注损失函数对易混淆羽绒样本进行动态加权训练,同时在RDFNet的基础上引入预热训练、加权训练和样本精调训练3个不同阶段的级联训练策略,构成Tri-RDFNet网络模型,实现对复杂羽绒图像样本的高精度识别。通过采集白色新鲜绒、异色新鲜绒、白色回收绒与异色回收绒4种类型羽绒图像并进行数据增强操作,构建成8 000张羽绒图像数据集进行分类训练和测试。最终,模型在羽绒图像验证集上的结果显示,所提出的RDFNet网络在羽绒图像分类任务中取得95.28%的准确率,相比于目前经典的分类模型准确率至少提升1.11%,同时,引入三阶段级联训练策略的Tri-RDFNet模型,使得模型对于羽绒数据集的识别准确率进一步提升至97.01%,增强了模型的泛化能力,为羽绒品质检测提供了高效创新的解决方案。

为解决半自动转杯纺纱机因临时停车、断电停车造成纱线断头后需要集体自动接头这一难题,分析了停车后纺纱器内残留纤维的运动规律,构建了残留纤维质量及其可纺制的纱线长度与引纱速度的数学模型,指导相关机构的有序停机实现集体自动留尾功能;再通过控制纱尾端的空间位置及预留的储纱长度实现集体自动生头功能;最后结合构建的种子纱与纤维流接头模型,研究了通过调节接头长度与加捻时间控制接头的形态及质量的方法,并实现了集体自动接头功能。以TQFK86转杯纺纱机做了30组验证实验,通过USTER^® TESTER 5及MatLab对纱线进行对比分析,结果显示:30组实验的接头成功率为96.7%,接头最大直径平均值为0.69 mm,是正常纱线直径的1.91倍;接头平均强度为10.435 cN/tex,是正常纱线强度的84.9%,符合转杯纺纱机接头质量指标及单纱断裂强度指标的行业标准要求,实现了半自动转杯纺纱机临时停车、断电停车时能够高效完成集体自动留尾、生头及接头功能。

为揭示纤维性能与短纤纱参数对短纤纱强度的影响机制并实现其强度的预测,基于单纤维拉伸曲线,结合纤维性能和短纤纱参数,通过分析短纤纱内部纤维受力,建立了细观尺度的纤维力学模型。该模型量化了宏观参数(线密度和捻系数)对纤维应力和纤维间摩擦力的影响机制,建立了纤维断裂/滑脱的判定准则,从而构建了从细观到宏观的短纤纱强度双尺度预测模型。为验证模型的准确性与适用性,通过实验制备并测试了不同线密度和捻系数的棉、涤纶、维纶及粘胶等纺织行业常用的环锭纺短纤纱。结果表明:相同条件下,增加短纤纱线密度和捻系数均可抑制纤维滑脱;对不同原料、线密度及捻系数的环锭纺短纤纱,模型预测强度与实测强度的相关系数均大于0.95,二者均随着捻系数的增大先增大至最大值后下降,变化趋势一致性显著,且平均误差小于5%。综上,该双尺度预测模型具备良好的准确性与普适性,可用于环锭纺短纤纱强度预测。

针对传统涤纶/棉混纺工艺难以满足高端织物在质量与舒适性方面的要求,提出一种新的纺纱工艺路线,即将棉纤维及涤纶分别精梳制成精梳条后混和纺纱。分别用新的纺纱工艺路线及传统纺纱工艺路线生产涤纶/棉(65/35)混纺纱线,采用相同的织造及染整工艺制成涤纶/棉混纺织物。测试2种织物的透气性、透湿性、凉感值、表面毛羽及柔软度等舒适性指标。结果表明新的纺纱工艺路线在改善织物舒适性能方面具有显著优势。采用新纺纱工艺路线生产的织物与传统工艺路线生产的织物相比:在热湿舒适性能方面,平均透气率提高9.7%,透气率CV值降低24%,透湿率增加12.6%,透湿率CV值降低55.5%;在触感舒适性方面,凉感值及其CV值分别降低6.8%、51.8%,经、纬向平均柔软度及其CV值分别降低32.9%、10.1%,粗糙度及其CV值分别降低5.4%、16.8%;在毛羽方面,经、纬向平均毛羽长度减少12.5%,其CV值降低56.9%。研究证实,采用涤纶/棉分别经过精梳后再经并条工序混和纺纱的方法,能全面提高混纺织物的舒适性能。

为解决刚性导电材料与纺织基柔性材料间在设计兼容性、结构-性能耦合效应及器件可靠性等方面存在的问题,通过探究纱线包缠方式、纱线捻度及织物结构等多尺度参数,成功制备出高性能变结构织物应变传感器,并实现了其机械化生产。测试了传感器的灵敏度、线性度、滞后性及循环稳定性等主要传感性能,进而分析了其在可穿戴设备领域的应用潜力。结果表明:该传感器的优异性能直接源于纱线与织物的多级结构转换,传感织物实现了高灵敏度(在0%~60%的应变时,灵敏系数为3.47,线性度为0.995)、宽检测范围(0%~140%)和穿着舒适性;同时,稳定的织物结构有效抑制了银纤维在拉伸过程中的滑移,从而显著改善了循环应变下的松弛行为,并提高了信号重复性;此外,变结构织物应变传感器在孕妇胎动模拟与步态识别等应用场景中均表现出优异性能,基于卷积神经网络的步态识别准确率达到97.14%。该工作通过调控多尺度纺织结构,为开发高性能电子设备提供了新思路。

为解决传统酶基葡萄糖传感器存在的成本高、稳定性不足以及固酶工艺复杂等问题,满足可穿戴健康监测对柔性、高灵敏度汗液葡萄糖检测的需求,提出一种基于棉纱线柔性基底的非酶葡萄糖传感器制备策略。通过低温聚合-电化学沉积协同工艺,在棉纱线表面依次构建聚 3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)导电聚合物层,并原位生长Cu₂CoO₃纳米阵列,成功制备出Cu₂CoO₃/PEDOT复合棉纱线电极,并对其微观形貌、电学性能及电化学性能进行表征。结果表明:Cu₂CoO₃纳米颗粒均匀负载于PEDOT修饰的棉纤维表面,形成立方-球状复合结构;在0.70 V的最优工作电位下,该传感器对葡萄糖的线性响应范围为0.005~12.7 mmol/L;在0.005~2.2 mmol/L的低浓度区间内,灵敏度达1.173 mA/(mmol·cm²),检测限低至1 μmol/L,且可在5 s内达到稳态电流的95%,表现出良好的响应能力。该传感器具备制备成本低、工艺条件温和等优势,在柔性可穿戴式汗液葡萄糖实时监测领域展现出良好的应用潜力。

为解决传统驱动系统能耗高、环境负荷重等问题,以成本低、易降解且吸湿性能优异的粘胶纤维为原料,开发了“旋转型”和“收缩型”2种利用环境水汽驱动的智能湿度响应纤维束。“旋转型”湿响应纤维束通过吸湿膨胀引发解捻,实现旋转驱动;“收缩型”湿响应纤维束则在湿度刺激下实现长度方向上的收缩。借助光学显微镜、X射线衍射仪、拉力试验机、水雾测试等对粘胶以及湿响应纤维束进行表征分析。结果表明:经热拉伸处理的粘胶纤维吸湿膨胀率提升64.47%绝对增幅,断裂应力提高12.53%。当纤维束捻度为18 捻/cm时,“旋转型”湿响应纤维束最大扭转行程可达1 075.5(°)/cm、最大扭转速率为65.1(°)/(cm·s);“收缩型”湿响应纤维束在捻度为18 捻/cm、节距为0.15 cm时,展现出最佳驱动性能,最大收缩率为76.7%,最大收缩速率为23.3%/s。此外,“收缩型”湿响应纤维束表现出极佳的湿度响应灵敏性,可在体温蒸发水滴产生的水雾驱动下实现62.22%的收缩。该研究为基于湿响应驱动的智能纺织器件及全纤维驱动器的设计提供了新思路与新策略。

为开发具有高传感性能的织物基可穿戴柔性电极,分别制备了含银、铜、钢、碳等4种不同导线材质的刺绣电极,进行了电极厚度、平整度、表面电阻、皮肤-电极界面阻抗和心电信号的测试与分析,比较其外观特征与传感性能。结果表明:导线材质显著影响刺绣电极心电传感性能,锦纶/银电极因导电镀层分布均匀接触稳定而展现最佳传感性能,其心电信号信噪比为36.65 dB,与医用Ag/AgCl凝胶电极心电信号相关系数为0.97,经10 000次摩擦后传感性能稳定,适用于长期心电监测。其它3种材质电极传感性能存在不足:涤纶/铜纤维易磨损,有效导电部分少;涤纶/不锈钢纤维耐磨性好,但形变适应性差;涤纶/碳纤维脆性高,电阻动态变化率大。

具有动态热湿调控功能的智能纺织品对于在复杂环境中保持人体热舒适、降低气候相关健康风险至关重要。为解决现有热湿管理纺织品依赖于湿度或温度单一响应机制、难以实现精准个体热湿调控的问题,通过纱线多级螺旋与织物线圈手性设计,制备具有结构驱动的湿响应织物;并结合氮化硼(BN)和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)的疏水整理方法以及聚[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵(PDMAPS)共聚物接枝,构建织物表层温敏亲疏两性界面,实现湿度和温度的双响应协同调控。实验表明,织物在干湿状态下的孔隙率可在12.75%~25.25%之间切换,实现热对流、传导和辐射特性的自适应调控。同时,温度调控界面亲疏性行为,实现低温下表面疏水抑制湿响应,高温下转为亲水性增强湿响应。该研究为提升智能纺织品在多变环境中的热湿管理稳定性及个性化调控能力提供了新路径。

为突破目前辐射调温织物在力学性能及应用上的局限性,利用共轭静电纺丝技术将棉纱作为芯纱,以聚偏二氟乙烯-二氧化硅(PVDF-SiO₂)、聚丙烯腈-MXene(PAN-MXene)为主要材料,分别制备辐射制冷、热纳米纤维包覆纱。并将其织制成双模态智能调温织物,使织物两面分别呈现不同的调温效果,实现调温模式的自由切换。通过改变SiO₂和MXene的添加量,探讨其对纳米纤维的形貌及辐射调温效果的影响规律。结果表明:含10%PVDF、3%SiO₂的辐射制冷纳米纤维包覆纱具有较好的纤维形貌和包覆效果,同时具有较好的光学特性,太阳反射率达到83%以上;含10%PAN、2%MXene的辐射制热纳米纤维包覆纱对太阳光的吸收值高达0.78,具有优异的加热能力,且纳米纤维形貌均匀,整体包覆结构良好。织制的双模态智能调温织物在室外辐射测试下,与纯棉织物相比其制冷面可实现6.3 ℃的冷却效果,制热面能达到28.4 ℃的加热效果,具有较好的调温能力。

为推动体外膜肺氧合(ECMO)技术的国产化及其膜织物性能优化,研究了聚4-甲基-1-戊烯(PMP)膜织物在制备过程中因纱线张力引起的性能损伤机制。通过结合几何建模、有限元仿真与实验验证,探讨了不同纱线张力对PMP膜形态演变及气体交换能力的影响。研究表明,当纱线张力超过0.20 N时,PMP膜发生显著的塑性变形,导致其孔隙结构塌缩和气体交换性能显著下降。进一步分析表明,控制纱线张力在0.20 N以下有助于保持膜织物的最佳气体交换能力。该研究为ECMO膜织物的优化设计与产业化生产提供了理论依据,并为PMP膜材料的进一步开发与改进提供了重要参考。

针对高性能玄武岩纤维(BF)易断裂、缺少在纺织服装领域应用的问题,将水性聚氨酯(WPU)和纳米二氧化硅(SiO₂)通过掺杂获得WPU/SiO₂上浆剂(WS),调控纺纱工艺制备WPU/SiO₂改性玄武岩纤维纱线(WSBF),用WSBF分别与市售阻燃粘胶纱线(CV)及间位芳纶(PMIA)纱线混织WSBF/CV和WSBF/PMIA双层针织物。研究结果表明:WPU添加量为8%、SiO₂添加量为1%、捻度为90 捻/m、烘燥温度为100 ℃时,WSBF的综合性能最优;WSBF/CV和WSBF/PMIA混织织物较纯CV织物和纯PMIA织物的透气性分别增加了116.3%和21.3%,透湿性保持在92%以上,0.2 mm以下的毛羽减少;垂直燃烧时WSBF/CV织物的阴燃时间缩短,保留了WSBF的完整结构,WSBF/PMIA织物的损毁长度降至5.6 cm;短时间内的火焰直接燃烧,织物表面仍处于人体可接受温度内;1 300 ℃火焰下WSBF/PMIA织物保护的可燃性材料结构完整。综合来讲,WSBF/PMIA织物阻燃防火性最优,且保留了织物舒适性,为高性能无机材料在纺织防护领域的应用扩宽了道路。

为提升太阳能利用效率,设计了一种基于针织间隔织物的双层结构器件以实现光热蒸发与热电发电。以二价/三价铁离子为氧化还原对,采用物理掺杂将聚二甲基硅氧烷(PDMS)和二氧化硅(SiO₂)分别掺入聚乙烯醇(PVA)基体,并以间隔织物为骨架经冻融法制备热电离子凝胶层;结合在间隔织物表面静电植绒构建光热层,最终集成具有上、下分层结构的器件,并对其热电、光热、蒸发性能进行测试。结果表明:PVA-PDMS离子凝胶有更优的热电性能,其塞贝克系数达1.62 mV/K,最大输出功率达156.0 nW,电导率为1.73 S/m。在1 kW/m²光照下,碳粉植绒的中孔间隔织物有更高的表面温度与蒸发能力,蒸发速率达1.26 kg/(m²·h)。研究结果可为纺织结构光热/热电复合器件的设计制备提供参考。

为解决光照不均、面料折叠、遮挡等复杂场景下图像特征易丢失的问题,提出一种基于特征融合的面料图像检索方法。通过收集不同场景下的面料图像,构建复杂场景下的面料图像数据集。随后,采用尺度不变特征变换(SIFT)算法提取局部纹理特征,并利用局部聚合描述符向量(VLAD)进行特征聚合生成全局描述;同时,利用预训练卷积神经网络(CNN)模型提取图像深层特征。最后,通过权重分配策略融合图像的低阶特征和高阶特征,实现复杂场景下的面料图像检索。在超28 000幅图像的数据集上进行实验的结果表明:所提方法前50幅图像的平均检索精度达到0.845,前5幅检索结果的查准率为78.8%,召回率为65.1%,验证了所提方法的可行性和有效性,可为织造企业和电商平台的面料检索提供参考。

针对罗布麻传统脱胶与染色两浴两步法工艺存在加工效率低、污染排放大的问题,提出脱胶染色一浴法工艺,以实现罗布麻短流程加工。首先,选取M型、BES型及Cibacron型3种活性染料为研究对象,通过测定处理后罗布麻韧皮纤维的颜色参数、耐皂洗色牢度等指标,筛选适配的活性染料;其次,采用响应面法优化一浴法工艺参数,并从耗水量、耗电量及废水化学需氧量(COD)等方面,与两浴法进行比较。最后,借助红外光谱仪、扫描电镜和X射线粉末衍射仪等表征处理后罗布麻韧皮纤维的理化性能。结果表明:M型活性染料染色罗布麻在染色深度、色光均衡性及色牢度方面表现较优;在优化工艺条件(双氧水(30%)用量20%(o.w.f)、生物酶质量浓度1.67 g/L、染色时间60 min)下,罗布麻残胶率降至6.28%,K/S值达3.38,单纤维断裂强力达16.76 cN,耐皂洗色牢度达4~5级;与两浴法相比,一浴法可节水38.7%、节电42.5%、缩短工时12.4%,且废水COD值下降51.8%,显著提升加工效率,兼顾绿色环保性与经济可行性。

针对活性染料易水解、固色率偏低、染色过程中无机盐消耗量大等问题,以三甲基烯丙基氯化铵(TMAAC)、烯丙基缩水甘油醚(AGE)为反应单体,通过自由基聚合反应合成带有环氧基和季铵盐结构的双活性基染色促进剂,并对合成产物的分子结构及热学性能进行表征。将该染色促进剂应用于棉织物染色,染料选用活性红3BFN、活性黄HER、活性蓝RGN,测试其固色率、表观得色量及色牢度。结果表明,合成染色促进剂的优化工艺条件为:AGE与TMAAC质量比1∶3,总单体初始质量分数为体系总质量的30%,引发剂用量为单体质量的0.5%,于80 ℃下反应6 h。红外光谱测试证实,合成产物存在环氧基和季铵盐的特征吸收峰;热重分析结果显示,该染色促进剂热稳定性较好,热分解起始温度为165.80 ℃,热分解反应终止温度为477.46 ℃。在活性染料染色过程中添加该促进剂后,染料固色率平均提高17.2%,无机盐消耗量可降低66.67%。该染色促进剂具有“双活性基架桥”机制,在碱性条件下可与染料、纤维同步发生反应,显著提高染料利用率,在印染加工领域具有较好的应用前景。

针对传统防伪技术动态响应能力弱与安全性不足的问题,开发了一种新型光致变色织物,并系统评估其在防伪应用中的性能。通过构建硝基苯并螺吡喃-聚甲基丙烯酸酯混合溶剂体系,成功制备出高稳定性的光致变色油墨,并基于该油墨实现了功能性纺织品的制备。对所制备光致变色织物的化学结构、光学性能、透气性、摩擦色牢度、疏水性及防伪性能等进行测试与表征。结果表明:该光致变色织物在紫外光照下1 s内即可迅速显色,移除光源后快速褪色,2 min后完全恢复初始状态,且具备良好的可重复使用性;透气率超过100 mm/s,耐摩擦色牢度达4~5级,无掉色或脱色现象,耐光色牢度为3~4级;接触角大于90°,表现出优良的疏水性能;此外,结合二维码技术设计的双模态动态防伪标签,在紫外光照下可实现动态显色,仅在撤光后30 s的时间窗口内可有效读取二维码信息。该光致变色纺织品的颜色褪变行为难以通过普通印刷技术复制,显著增强了防伪性能,为在高端防伪领域的应用提供了新策略。

针对现有心肌补片缺乏各向异性及其移植时需缝合的问题,利用针织成形、等离子处理及原位凝胶技术,通过羟基介导聚乙烯醇(PVA)凝胶层固定在经氧等离子体改性的聚丙烯(PP)经编织物上,随后利用单宁酸(TA)对PVA原位交联,制备了兼具黏附性能和各向异性的织物-凝胶复合心肌补片,并对补片的微观形貌、化学结构、亲水性、织物-凝胶界面结合性能、黏附及力学性能等进行探究。结果表明:经氧等离子体处理后的PP织物具有良好的亲水性,水接触角为9.7°,与凝胶结合牢固;补片因PP织物的六角网眼结构展现出与天然心肌匹配的各向异性(各向异性比为2.1);PVA和TA交联时间为6 h,TA质量浓度为0.20 g/mL时,补片的黏附性能达到最优,黏附强度为15.73 kPa;补片在模拟动态条件和潮湿微环境中均能牢固附着于目标组织,具有在实际应用中免缝合移植并为梗死心脏提供机械支撑的潜能。研究结果有望为纺织基心肌补片的设计、成形及功能化提供参考。

为提高织物蒸汽护理效果,以纯棉织物为对象,研究了蒸汽护理对其手感的影响;采用恒温恒湿箱控制织物所处环境温湿度,研究温度和湿度对织物手感的影响规律;通过X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪等手段,研究湿热处理过程中织物含湿率变化对结晶度、分子间氢键的影响,并探讨其与棉织物柔软度的关联性。结果表明:蒸汽洗护理后的织物手感得到改善,柔软度提高;棉织物手感受织物含湿率影响,含湿率受环境温湿度影响。在湿度恒定时,升高温度织物含湿率下降;在温度恒定时,增加湿度织物含湿率增加。当棉织物含湿率低于4.6%时,随着含湿率的增加,结晶指数、分子间氢键和抗弯刚度增加,不利于织物手感提高;当棉织物含湿率超过4.6%时,结晶指数、分子间氢键和抗弯刚度均随含湿率的增加而下降,织物手感提高。

为实现兼顾电磁屏蔽织物的高屏蔽与低反射特性,以三维纬编间隔织物(SF)为基底,通过浸涂羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)制得复合织物,随后依次沉积镍-钨-磷(Ni-W-P),并采用水热-煅烧法原位生长钴酸镍(NiCo₂O₄),成功制备了具有Janus结构的NiCo₂O₄/Ni-W-P/MCSF复合织物。通过扫描电子显微镜和能谱仪对复合织物的微观结构进行表征,利用万用表和矢量网络分析仪测试了复合织物的导电性和电磁屏蔽性能;考察了硝酸镍和硝酸钴质量比对织物导电性和电磁屏蔽性能的影响,探究了Janus结构对织物屏蔽反射/吸收特性的调节机制。结果表明:纤维表面的MWCNTs涂层与Ni-W-P镀层致密且连续,NiCo₂O₄纳米针生长均匀;基于织物厚度方向的宏观Janus结构与纤维径向的微观电磁异质结构,构建了电磁波的“吸收-反射-再吸收”损耗路径;复合织物在K波段的电磁屏蔽效能达到63.14 dB,平均反射系数低至0.095,呈现出吸收为主的屏蔽机制,在纺织基材上实现了低反射与高屏蔽的有效集成。此外,所制备的NiCo₂O₄/Ni-W-P/MCSF复合织物也展示出超疏水特性(152.1°)和良好的透气性。

为实现废旧靛蓝牛仔布的高值化回收及功能材料制备,以无色牛仔布、废旧靛蓝牛仔布及经N,N-二甲基甲酰胺(DMF)脱色处理的废旧靛蓝牛仔布为原料,采用酸解法制备3种纤维素纳米晶(CNCs),表征其微观结构与理化性能;并将3种CNCs分别与聚乙烯醇(PVA)复合制备薄膜,测试复合膜的力学性能、热稳定性及抗紫外线性能。结果表明:宏观层面,无色牛仔布CNCs(W-CNCs)与脱色牛仔布CNCs(T-CNCs)悬浊液呈乳白色,靛蓝牛仔布CNCs(D-CNCs)悬浊液因染料存在呈特征蓝色;3种CNCs尺寸无显著差异,晶体结构均保持纤维素I型;相较于原料棉纤维,3种CNCs的热稳定性均明显降低;红外光谱分析证实D-CNCs中保留靛蓝染料特征官能团;D-CNCs添加量为5%时,PVA复合膜的拉伸强度提升20.4%,添加量增至10%时,复合膜的起始热分解温度提高;且随其添加量增加,复合膜在200~400 nm紫外波段透射率明显下降,抗紫外线性能逐步增强。靛蓝染料残留赋予了CNCs独特的颜色属性,且在强化PVA复合材料力学性能、提升热稳定性及赋予抗紫外线功能方面优势突出。

为实现高毒性含铬废液的高效环保处理,同时推动废旧黄麻的回收与高附加值利用,以黄麻织物为生物质原料,通过物理-化学联合活化法制备高比表面积多孔碳(PC),随后采用水热法制备原位负载镍铁层状双金属氢氧化物(Ni-Fe-LDH)的PC基复合材料(Ni-Fe-LDH/PC),并分析Ni-Fe-LDH负载量、溶液pH值对其Cr(VI)吸附性能的影响,探究其吸附热力学、动力学过程及磁回收性能。结果表明:Ni-Fe-LDH与PC的复合可协同增强材料对Cr(VI)的吸附容量;当Ni-Fe-LDH预设负载量为PC质量的10%时,所得复合材料(10%Ni-Fe-LDH/PC)对Cr(VI)的吸附量最大,其比表面积达1 070.19 m²/g,孔径主要分布在0.6~0.9 nm,呈微孔结构;在Cr(VI)初始质量浓度为50 mg/L、复合材料投加量为0.4 g/L、溶液pH值为2时,10%Ni-Fe-LDH/PC对Cr(VI) 的吸附容量最佳,达88.05 mg/g;该复合材料对Cr(VI)的吸附符合Freundlich 多分子层非均匀吸附模型,且吸附过程符合准二级动力学模型,吸附机制以化学吸附为主;此外,10%Ni-Fe-LDH/PC对Cr(VI)吸附效果优于商业活性炭,且磁响应速度较快(<2 s),展现出良好的应用潜力。

针对纺织品印花图案设计中风格迁移技术存在的纹样扭曲、纹理断层以及棋盘伪影等问题,提出了基于多尺度特征融合的花卉类印花图案风格迁移模型(MFFF-NST)。该模型主要由编码器和解码器组成,在内容图像预处理阶段引入线稿提取模块,可有效解决在迁移后出现的图案内容线条扭曲问题;编码器集成自适应特征提取范围调节模块、移动窗口注意力机制模块、自适应通道加权模块;解码器主要包含风格感知解码器,并通过引入VGG-19卷积网络作为优化器,消除解码过程中产生的棋盘效应,提升生成图像的视觉连贯性。实验结果表明:相较于传统方法,本文改进方法在技术指标上有显著提升,其中结构相似度、均方误差和图像感知相似度分别为0.758、0.032、0.365,且能生成更加细腻的风格纹理,显著减少由注意力机制所引发的伪影,生成更精美的印花图案作品。该研究成果为印花图案智能设计提供了高质量的风格迁移技术支撑,可有效提升纺织品设计的创意表达能力和生产效率。

作品以《山海经》中的蛇形、奇植神话元素为灵感，结合现代AI图案生成技术，打破虚拟与现实的界限，创作出融合传统文化与未来科技感的女性服装。服装采用半透明面料、反光纱线，通过立体剪裁、镂空手法塑造层次与空间未来感，突破了传统设计的局限，营造出丰富的层次感与动态韵律。色彩上以深黑、紫色与荧光绿碰撞对比，营造神秘未来氛围;搭配特殊纱线呈现动态光效反射，使服装在不同光线下呈现丰富变化。右侧三款包袋延续服装的图案与色彩体系，以传统包袋造型为基底，运用金属扣、珍珠等点缀，材质上结合皮革与透明亚克力，与服装形成视觉呼应。本系列不仅是对《山海经》中国传统文化的致敬，而且诠释了传统文化与未来科技深度融合的创新表达。

作品灵感源于山东的海岱文化。图案以传统卷轴为视觉框架，中心融合凤凰、毛笔、山水、文人、仕女和锦鲤元素，以现代插画语言，构建出“诗书画印”交融的叙事场景。外围以花卉纹饰勾勒边框，呼应传统器物的装饰美学，形成层次分明的视觉效果。在传承海岱文化的同时，激活传统元素的当代价值，让古老文化在现代设计中焕发新生，成为连接历史与当下的视觉纽带，助力传统文化实现年轻化表达与生活化场景渗透。

作品灵感来源于苗族服饰的色彩搭配和工艺技法。色彩上，以苗族蓝印花布特有的墨蓝色与象牙白为主色调，色调柔和且极具民族辨识度;搭配中国传统的赤色作为点缀，使得整体配色更加具有生机和亮点，再辅以晴蓝色调和，增添清新质感，让配色层次更丰富协调。服饰采用中国传统水墨画作为图案，使服饰更具中国风意境;工艺上采用了苗族传统的平绣和倒三针技法，用白色棉线绣缝在墨蓝色底布上，形成鲜明视觉对比，凸显细腻工艺细节。面料选用苗族的蓝染粗布，风格古朴、天然环保。整体设计既保留了苗族服饰的核心特色，又融入时尚现代感，是对传统服饰传承与创新的一次有益尝试。

作品设计灵感来自于荆楚传统文化中最具代表性的服饰纹样——对龙对凤纹。楚辞有云“吾令凤鸟飞腾兮,继之以日夜”，凤鸟昂首展翅、姿态灵动，龙纹蜿蜒逶迤、曲线舒展。本设计大胆进行创造性转化， 将古老的视觉美学基因与现代多元科技手段、现代设计语言及可持续设计理念相结合。通过参数化设计解析传统荆楚纹样,在款式结构设计中转化为可穿戴的立体结构，并采用真丝绡、乔其纱与3D打印材质结 合，实现未来科技与传统技艺的创新融合。

作品灵感来源于江永女书文化。本系列服装通过解构、重组的设计手法，将江永女书的形态结构转化为创意图案，巧妙融入宽肩大廓形西装中。面料选择上，以硬挺斜纹西装面料为主，细帆布与柔美呢面料为 辅，搭配欧根纱面料作为点缀。通过面料间硬挺与轻薄的碰撞，形成丰富的质感对比。色彩上通过黑红色调展示服装的视觉冲击力，工艺制作中运用激光雕刻、数码印花及立体装饰等方式表现女书创意图案。 本系列服装旨在传递女性坚韧不拔、自强不息的精神，以设计为载体，实现江永女书文化的活态传承。

本作品从夏日荷塘的荷花与荷叶中汲取灵感，提炼其清雅神韵，通过色彩搭配,表现荷塘的清幽意境。画面以拼贴色块为背景，衬托细腻勾勒的荷花图案，形成丰富的视觉层次。色块与线条在对比中达成和谐 ，营造出舒展流畅、富有韵律的画面质感。荷花以纯净白色为主调，点缀深棕色调，花瓣描绘细致，茎干线条挺拔。作品采用数码印花工艺，分别应用于绢制扇面与布艺沙发之上，将“荷塘”意境融入日常生 活。一是制成真丝绢面，成为可手持的“移动荷塘”，扇动间尽是自然雅致;二是融入布艺沙发，让人们在休憩时也能沉浸自然氛围。作品以引导人们感悟、珍视、回归自然作为创作初衷，践行与自然和谐共 生的理念。

作品设计灵感源于岭南非遗香云纱的含蓄质感与东方美学，面料选用龟裂纹香云纱、莨纱罗与粗砺牛仔布,通过材质拼接、解构剪裁与手工刺子绣点缀，形成细腻与粗犷、飘逸与硬朗的鲜明视觉对比。款式采 用层叠马甲与不规则半裙等宽松形制，打破传统着装框架，以现代设计语言重构身体与服饰的关系。作品以“刚柔并济”为美学内核，诠释传统非遗与当代时尚的共生对话，探索地域文化在当代设计中的转译 与再现。

作品以中国唐红地翼马纹与意大利赛车速度美学跨时空交融，萃取翼马纹样“天马行空”的精神内核，通过解构重组传统纹样、改良唐代服装结构，实现传统元素的现代蜕变。色彩选择使用经典赛车配色并进 行中国本土化处理，红色贴近中国传统赤色。面料选择了防风涂层、机能感锦棉等功能性面料，兼具防风、耐磨、防泼等特性，适配赛车运动与潮流穿搭。款式融入高领、短裤、分割线等功能性设计，平衡传 统与现代服装结构，兼顾美观与实用，避免文化失真。使用AI工具辅助设计纹样，从翼马纹原型出发进行元素的提取和变形。文生图功能形成新设计元素，图生图功能形成新图案构成，最终排列组合形成新翼 马纹样。作品积极推动AI工具与现代服装设计相结合，在现代语境下以传统纹样与服装结构与AI辅助手段融合为创新尝试，打破常规，为传统纹样现代应用开辟新路径。