本報實習記者 趙萍

　　“在大纖維的世界裏，我們的電視機可以卷起來帶走！”

　　這是河北清華發展研究院研究員魏東在近日召開的“大纖維和編材製造”首場研討會中描述的畫麵。製造這種電視機的纖維材料具備接收及轉換信號、自發電
、顯xian示shi等deng多duo項xiang功gong能neng，且qie這zhe些xie都dou是shi纖xian維wei的de內nei生sheng功gong能neng，即ji自zi身shen便bian具ju備bei這zhe些xie功gong能neng。再zai通tong過guo先xian進jin的de製zhi造zao技ji術shu

，基ji於yu多duo功gong能neng纖xian維wei開kai發fa新xin型xing智zhi能neng器qi件jian和he係xi統tong，並bing實shi現xian形xing狀zhuang的de隨sui意yi改gai變bian。

　　這不是科幻小說
，現階段
，我們的科學家正在致力於這類研究

，試圖賦予纖維感知和信息處理功能。引用中國工程院原院長周濟的HCPS（人—信息—物理係統）理論，在大纖維的世界裏
，擁有“生命”和智能的纖維將作為一種載體，把物理世界、人體世界和虛擬世界連接起來。

　　香(xiang)港(gang)理(li)工(gong)大(da)學(xue)陶(tao)肖(xiao)明(ming)團(tuan)隊(dui)正(zheng)從(cong)事(shi)基(ji)於(yu)纖(xian)維(wei)結(jie)構(gou)的(de)各(ge)種(zhong)智(zhi)能(neng)係(xi)統(tong)研(yan)發(fa)工(gong)作(zuo)
，如(ru)可(ke)穿(chuan)戴(dai)的(de)能(neng)量(liang)采(cai)集(ji)與(yu)能(neng)源(yuan)存(cun)儲(chu)設(she)備(bei)
，即(ji)通(tong)過(guo)納(na)米(mi)發(fa)電(dian)器(qi)將(jiang)環(huan)境(jing)、人體運動產生的能量轉換為電能，儲存並應用於可穿戴微電子係統。這意味著人體走路、dunqidengsuoyouzhitidongzuochanshengdedongnengjunkeyizhuanhuanchengqitashebeisuoxudedianneng，jiangduirentichanshengdedongnengshixianzuidahualiyong。jugezuijiandandelizi，yihouchumenwuxuzaidaichongdianbao
，yaogeishoujichongdianbuzhikeyiliyongtaiyangneng

，zouzouluyenengshixian。

　　東華大學纖維材料改性國家重點實驗室副主任張耀鵬在會上表示

，該實驗室正在不斷調整、完善大纖維的傳感功能。此前一則“15歲亞裔少年為癡呆爺爺發明防走丟襪子”的(de)新(xin)聞(wen)報(bao)道(dao)感(gan)動(dong)了(le)無(wu)數(shu)人(ren)，這(zhe)種(zhong)襪(wa)子(zi)主(zhu)要(yao)依(yi)靠(kao)一(yi)小(xiao)片(pian)圓(yuan)形(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)來(lai)工(gong)作(zuo)
，原(yuan)理(li)是(shi)當(dang)他(ta)的(de)爺(ye)爺(ye)站(zhan)起(qi)來(lai)時(shi)

，傳(chuan)感(gan)器(qi)受(shou)到(dao)重(zhong)力(li)後(hou)會(hui)給(gei)手(shou)機(ji)發(fa)送(song)提(ti)示(shi)信(xin)號(hao)。那(na)麼(me)
，這(zhe)種(zhong)創(chuang)意(yi)在(zai)大(da)纖(xian)維(wei)時(shi)代(dai)將(jiang)如(ru)何(he)呈(cheng)現(xian)？通(tong)過(guo)研(yan)發(fa)新(xin)型(xing)纖(xian)維(wei)，無(wu)需(xu)特(te)別(bie)增(zeng)加(jia)傳(chuan)感(gan)器(qi)，完(wan)全(quan)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)其(qi)自(zi)身(shen)性(xing)能(neng)實(shi)現(xian)對(dui)人(ren)體(ti)行(xing)為(wei)的(de)監(jian)測(ce)，同(tong)時(shi)可(ke)以(yi)跟(gen)蹤(zong)身(shen)體(ti)的(de)生(sheng)理(li)健(jian)康(kang)狀(zhuang)況(kuang)，預(yu)防(fang)外(wai)生(sheng)和(he)內(nei)生(sheng)的(de)潛(qian)在(zai)危(wei)險(xian)。可(ke)以(yi)說(shuo)，這(zhe)種(zhong)產(chan)品(pin)對(dui)醫(yi)療(liao)健(jian)康(kang)有(you)著(zhe)重(zhong)要(yao)的(de)意(yi)義(yi)。

　　引發材料技術革命

　　大纖維是一個很新的概念，最初是由大纖維產業工作組的專家於2016年提出來的
，是基於材料、信息
、機電、生物
、能源等學科領域的技術突破與交叉融合，以“智能，超能，綠色”為特征，具有多功能、多結構
、多組分特性，對眾多產業集群起到高滲透性
、顛覆性、革命性提升效果的新一代纖維。經過多次研討、反複論證
，專家將大纖維的物理層次分為7層
，從下到上為原子—分子（鏈）—纖維—織物—器件—係統—超係統（係統之係統）。tamenrenwei
，daxianweisuifarenyufangzhi，danfugaifanweiyidadatupolefangzhixingye，xiangxiakeyanshenzhijiyinbianji，xiangshangkeyanshenzhizhinengkechuandaishebeidenglingyu。bingqie
，daxianweijianjucailiaojishugemingyuzhizaojishugemingdeshuangzhongyiyi。

　　何為材料技術革命
？大纖維突破傳統纖維局限

，能夠感知
、計算、儲能、通信
、執(zhi)行(xing)。上(shang)海(hai)紡(fang)織(zhi)科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)院(yuan)原(yuan)副(fu)院(yuan)長(chang)沈(shen)安(an)京(jing)認(ren)為(wei)，大(da)纖(xian)維(wei)不(bu)是(shi)具(ju)象(xiang)的(de)一(yi)根(gen)纖(xian)維(wei)，也(ye)不(bu)似(si)普(pu)通(tong)纖(xian)維(wei)那(na)樣(yang)有(you)著(zhe)偏(pian)粗(cu)曠(kuang)的(de)製(zhi)造(zao)方(fang)法(fa)。大(da)纖(xian)維(wei)強(qiang)調(tiao)自(zi)身(shen)功(gong)能(neng)的(de)精(jing)準(zhun)可(ke)控(kong)
、數字化且可編程，不僅可對纖維材料結構進行微觀的調整
，如進行某種元素含量、原子或分子的排列組合等，使其具備特定的功能性並帶有信息編碼
，而且可以進一步將此類纖維加工成各類織物、柔性元件和智能係統。

　　大纖維產業工作組組長王健在《大纖維與編材製造：一場基於纖維的新工業革命》（詳見《中國冶金報》8月7日03版）一文中指出，大纖維包括碳納米管、石墨烯等為基的高性能或超高性能纖維
、多功能智能纖維
、高性能生物纖維等
，具有跨領域、跨學科的交叉融合特性，完全突破了傳統纖維的局限。如人造蜘蛛絲纖維，相較於碳纖維具有更好的延展性
、柔韌度
，也具備更高的強度，不僅可以應用於紡織
、醫療行業
，在航空領域也有重要作用。歐洲空中客車公司稱，用鉛筆粗的人造蜘蛛絲纖維織成的網可以承受住一架重達200噸的A350寬體客機
，再加上蜘蛛絲的抗菌等生物特性
，更有利於推動飛機在構造方麵的創新。

　　會(hui)上(shang)
，張(zhang)耀(yao)鵬(peng)對(dui)人(ren)造(zao)蜘(zhi)蛛(zhu)絲(si)纖(xian)維(wei)進(jin)行(xing)了(le)簡(jian)單(dan)介(jie)紹(shao)。現(xian)階(jie)段(duan)用(yong)仿(fang)生(sheng)方(fang)法(fa)做(zuo)出(chu)的(de)人(ren)造(zao)蠶(can)絲(si)比(bi)天(tian)然(ran)蠶(can)絲(si)性(xing)能(neng)更(geng)好(hao)，國(guo)內(nei)正(zheng)嚐(chang)試(shi)將(jiang)蜘(zhi)蛛(zhu)的(de)基(ji)因(yin)放(fang)入(ru)試(shi)驗(yan)蠶(can)中(zhong)
，再(zai)通(tong)過(guo)喂(wei)食(shi)法(fa)，使(shi)試(shi)驗(yan)蠶(can)吐(tu)出(chu)的(de)絲(si)具(ju)備(bei)蜘(zhi)蛛(zhu)絲(si)的(de)某(mou)些(xie)特(te)殊(shu)性(xing)能(neng)。他(ta)還(hai)特(te)別(bie)指(zhi)出(chu)，目(mu)前(qian)
，天(tian)然(ran)蜘(zhi)蛛(zhu)絲(si)蛋(dan)白(bai)無(wu)法(fa)大(da)批(pi)量(liang)獲(huo)得(de)

，轉(zhuan)基(ji)因(yin)蜘(zhi)蛛(zhu)絲(si)蛋(dan)白(bai)價(jia)格(ge)昂(ang)貴(gui)，而(er)人(ren)造(zao)蜘(zhi)蛛(zhu)絲(si)纖(xian)維(wei)在(zai)國(guo)內(nei)仍(reng)處(chu)於(yu)研(yan)發(fa)階(jie)段(duan)。並(bing)且(qie)，蜘(zhi)蛛(zhu)難(nan)以(yi)規(gui)模(mo)化(hua)飼(si)養(yang)是(shi)製(zhi)約(yue)人(ren)造(zao)蜘(zhi)蛛(zhu)絲(si)發(fa)展(zhan)的(de)重(zhong)要(yao)原(yuan)因(yin)。可(ke)喜(xi)的(de)是(shi)，我(wo)國(guo)已(yi)有(you)一(yi)家(jia)實(shi)現(xian)了(le)蜘(zhi)蛛(zhu)規(gui)模(mo)化(hua)飼(si)養(yang)的(de)企(qi)業(ye)
，批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)人(ren)造(zao)蜘(zhi)蛛(zhu)絲(si)纖(xian)維(wei)的(de)客(ke)觀(guan)條(tiao)件(jian)正(zheng)在(zai)不(bu)斷(duan)形(xing)成(cheng)。

　　引發製造技術革命

　　daxianweitongshihaijuyouzhizaojishugemingdeyiyi。daxianweichanyegongzuozudezhuanjiajiangdaxianweizhizaojishuchuangxindichengweibiancaizhizao。zuchangwangjianzhichu，yuxianyoudezengcaizhizao、等材製造
、減材製造內涵不同，編材製造的“編”字既反映了傳統意義上纖維和紗線層麵上的紡製和編織
，又反映了在分子甚至原子層麵的編輯和剪裁；jifanyinglezaizhiwuheqijiancengmianshangdejichenghejiegouhua，youfanyinglezaixitonghechaoxitongcengmianshangdeduoweishuzihuabiancheng，fuyuleduixiangzidonghuahezhinenghuadeshuxing。

　　魏東指出，編材製造涵蓋紡織工程常見的等材製造、常規材料加工所用的減材製造和以3D打印、機(ji)器(qi)人(ren)為(wei)代(dai)表(biao)的(de)增(zeng)材(cai)製(zhi)造(zao)，並(bing)提(ti)出(chu)編(bian)材(cai)製(zhi)造(zao)在(zai)未(wei)來(lai)很(hen)可(ke)能(neng)將(jiang)更(geng)多(duo)地(di)服(fu)務(wu)於(yu)大(da)纖(xian)維(wei)，且(qie)不(bu)局(ju)限(xian)於(yu)大(da)纖(xian)維(wei)。王(wang)健(jian)對(dui)魏(wei)東(dong)的(de)觀(guan)點(dian)表(biao)示(shi)了(le)讚(zan)同(tong)
，並(bing)做(zuo)了(le)進(jin)一(yi)步(bu)解(jie)釋(shi)。他(ta)認(ren)為(wei)，編(bian)材(cai)製(zhi)造(zao)始(shi)於(yu)大(da)纖(xian)維(wei)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)，但(dan)其(qi)所(suo)覆(fu)蓋(gai)的(de)製(zhi)造(zao)對(dui)象(xiang)具(ju)有(you)超(chao)越(yue)性(xing)。比(bi)如(ru)，從(cong)微(wei)觀(guan)的(de)原(yuan)子(zi)和(he)分(fen)子(zi)層(ceng)麵(mian)看(kan)，基(ji)因(yin)編(bian)輯(ji)技(ji)術(shu)或(huo)生(sheng)物(wu)合(he)成(cheng)技(ji)術(shu)、雜化及各類聚合物分子合成技術也屬於編材製造。

　　王健在《大纖維與編材製造：一場基於纖維的新工業革命》一文中詳細介紹了編材製造可應用的行業，不僅包括傳統領域如技術性紡織、醫療
、建築等


，還對諸多戰略性新興產業如物聯網、航空航天
、智能機器人等有促進作用，具體的應用如采用編材製造技術製造智能纖維
，並基於該纖維建立智能電子信息係統等。

　　從(cong)這(zhe)個(ge)意(yi)義(yi)上(shang)來(lai)說(shuo)
，編(bian)材(cai)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)突(tu)破(po)了(le)傳(chuan)統(tong)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)的(de)約(yue)束(shu)
，可(ke)實(shi)現(xian)從(cong)原(yuan)子(zi)到(dao)超(chao)係(xi)統(tong)的(de)各(ge)個(ge)物(wu)理(li)層(ceng)麵(mian)的(de)製(zhi)造(zao)活(huo)動(dong)，極(ji)大(da)地(di)豐(feng)富(fu)了(le)製(zhi)造(zao)手(shou)段(duan)，有(you)望(wang)形(xing)成(cheng)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)意(yi)義(yi)和(he)極(ji)高(gao)價(jia)值(zhi)的(de)新(xin)製(zhi)造(zao)模(mo)式(shi)，具(ju)有(you)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)革(ge)命(ming)的(de)意(yi)義(yi)。

　　但(dan)是(shi)
，大(da)纖(xian)維(wei)目(mu)前(qian)在(zai)我(wo)國(guo)仍(reng)處(chu)於(yu)發(fa)展(zhan)初(chu)期(qi)
，各(ge)種(zhong)先(xian)進(jin)纖(xian)維(wei)的(de)製(zhi)備(bei)仍(reng)使(shi)用(yong)已(yi)有(you)的(de)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)和(he)設(she)備(bei)。浙(zhe)江(jiang)大(da)學(xue)高(gao)分(fen)子(zi)係(xi)教(jiao)授(shou)高(gao)超(chao)表(biao)示(shi)，複(fu)合(he)纖(xian)維(wei)的(de)製(zhi)造(zao)采(cai)用(yong)現(xian)有(you)的(de)原(yuan)料(liao)和(he)工(gong)藝(yi)，效(xiao)率(lv)更(geng)高(gao)
，且(qie)成(cheng)本(ben)可(ke)控(kong)。但(dan)著(zhe)眼(yan)於(yu)未(wei)來(lai)
，適(shi)合(he)大(da)纖(xian)維(wei)製(zhi)造(zao)的(de)各(ge)種(zhong)相(xiang)關(guan)設(she)備(bei)、工藝仍需不斷研發。

　　人ren的de意yi識shi往wang往wang是shi超chao前qian的de
，大da纖xian維wei概gai念nian獲huo得de了le包bao括kuo美mei國guo國guo家jia工gong程cheng院yuan院yuan士shi程cheng正zheng迪di教jiao授shou在zai內nei的de一yi批pi該gai領ling域yu權quan威wei專zhuan家jia的de認ren可ke，國guo際ji上shang已yi有you不bu少shao相xiang關guan科ke研yan機ji構gou和he企qi業ye不bu斷duan加jia大da研yan發fa投tou入ru力li度du。時shi機ji正zheng不bu斷duan趨qu於yu成cheng熟shu，大da纖xian維wei擁yong有you無wu限xian可ke能neng。

　　相關鏈接：

　　●HCPS理論：由中國工程院原院長周濟提出。他認為，隨著智能製造戰略的持續推進
，傳統製造過程中的人與物理係統之間的關係正在由人—物理係統（HPS）二元體係向人—信息—物理係統（HCPS）三san元yuan體ti係xi轉zhuan變bian。第di二er代dai智zhi能neng製zhi造zao係xi統tong發fa生sheng的de最zui本ben質zhi變bian化hua是shi在zai人ren和he物wu理li係xi統tong之zhi間jian增zeng加jia了le信xin息xi係xi統tong，該gai信xin息xi係xi統tong同tong時shi增zeng加jia了le認ren知zhi和he學xue習xi的de功gong能neng。

　　●大纖維產業工作組：2014年
，紡織工程、工業自動化
、半導體
、鋼鐵
、科技情報等領域專家組建工作組
，開始關注德國未來紡織計劃。2016年4月，該工作組命名為中國科技自動化聯盟紡織未來工作組
，並正式成立。同年7月，該工作組更名為大纖維產業工作組。

　　《中國冶金報》（2019年08月22日 03版三版）