封面设计说明:封面以海洋生态为核心场景,通过海洋背景、海藻元素呼应海藻纤维“源于天然海藻”的生态属性,强化生物资源高值利用及纤维材料可持续发展的理念。画面主体以流动纤维的形式串联微观与宏观视角,放大镜下的分子模型精准呈现了交联作用下分子键合、聚集态变化的研究关键;拼图场景体现了海藻纤维在医用、卫用、服用以及特种纺织领域的发展前景,动态延伸充分演绎了“原料﹣结构﹣性能﹣应用”的完整逻辑。以“微观﹣宏观﹣应用”视角交错呈现的分子结构、纤维形态和应用场景,诠释了以交联技术调控纤维结构、赋能多元应用的研究价值,浓缩了“通过技术创新激活海洋生物质潜力”的研究内核,充分说明蕴藏无限可能的海洋资源是未来绿色材料、可持续产业发展的重要源泉。
主要内容介绍
随着全球对可持续发展与绿色材料需求的不断攀升,海洋生物质资源的高值化利用成为纤维材料领域的研究热点。海藻酸钙纤维作为典型的海洋天然高分子材料,凭借生物相容性、可降解性等优势,在生物医用、健康卫生、智能穿戴、功能纺织材料等领域具有巨大的应用潜力。海藻纤维分子结构中含有的大量亲水性基团易导致其吸水膨胀,且“蛋盒”结构络合的钙离子易与低价离子发生交换,导致海藻纤维存在耐盐、耐洗涤性差等问题,限制了海藻在纺织产业的应用与推广。在此背景下,探索绿色、高效的改性策略,优化海藻酸钙纤维的结构与性能,对拓展海洋生物质纤维应用边界具有重要意义。
针对这一问题,中国纺织科学研究院有限公司生物质材料研究所程春祖正高级工程师团队聚焦四硼酸钠/单宁酸交联体系,旨在构建稳定的纤维交联网络,改善海藻纤维的力学性能和耐盐碱稳定性,为海洋生物质资源高值化利用及绿色纺织材料发展提供新路径。通过四硼酸钠与单宁酸的优化组合构建了稳定的协同交联网络模型,实现了海藻纤维断裂强度提升27.18%、断裂伸长率提升7.48%,且经溶液处理后纤维形貌和尺寸保持稳定、耐盐性和耐洗涤性显著增强的效果。通过解析天然交联剂的协同作用机制,为生物质纤维的结构调控与功能拓展提供了理论参考,助力海洋绿色材料在多领域的应用与发展。
研究团队介绍
中国纺织科学研究院有限公司生物质材料研究所程春祖正高级工程师团队,依托生物基纤维材料全国重点实验室,面向国家资源安全、“双碳”目标、生态安全等重大需求,围绕生物质纤维材料绿色制备技术、生物质纤维材料功能化与高值化、纤维素材料新型成形技术、生物质资源充分利用等研究方向,重点研究纤维素、海藻、蛋白、壳聚糖等纤维材料及其高端应用,支撑行业绿色高端化转型升级。团队开发出了Lyocell纤维全国产规模化制备技术、高强耐久阻燃再生纤维素纤维产业化关键技术、海藻酸盐纤维新型技术及差异化产品等。技术成果荣获中国纺织工业联合会科学技术进步奖1项、中国纺织工业联合会优秀专利金奖1项、中国专利奖优秀奖1项,项目团队荣获中央企业先进文明号等称号。拥有生物质纤维材料研发基地1处,建有8条吨级、百吨级新溶剂法纤维素再生纤维及其功能性、差异化材料研发全流程试验线,为行业科技创新、中试技术验证、成果转化和工程技术人才培养等贡献力量。