平台聚焦 | 走进纺织行业牛仔服装先进制造重点实验室
2025-03-29
提起“牛仔”上的岁月纹路，你会想到什么？是淘金时代的粗犷铆钉，还是流水线上翻涌的化学染缸？
在武汉纺织大学的一间实验室里，这些延续百年的牛仔基因正被重新编码——易长海教授领衔的纺织行业牛仔服装先进制造重点实验室，用三项“未来黑科技”撕开了产业变革的裂口：给靛蓝染色装上“电力心脏”，让抗菌纤维披上“纳米盔甲”，甚至将废弃牛仔布炼成“温度魔法衣”。今天，让我们透过三道“科技掌纹”，看中国制造如何让“牛仔”在电解池里重生、在显微镜下进化、在循环中永续。
传统还原染料和硫化染料的染色工艺常以保险粉或硫化钠作为还原剂，但此过程会大量生成硫化物，进而对环境造成严重污染。目前，国内外研究主要聚焦于化学还原剂（如葡萄糖、二氧化硫脲）和生物还原法，然而这些方法普遍存在污染程度高、成本高昂、效率低下等问题。在电化学还原靛蓝领域，国外虽已取得一定进展，但仍面临电解效率低下、设备复杂等诸多挑战，而国内相关研究尚处于起步阶段，成果较少。
鉴于此，纺织行业牛仔服装先进制造重点实验室团队自主研发了一种流动板框电解槽设备，创新性地采用循环进料方式，成功突破了传统电化学还原技术的瓶颈。该设备在电解还原及染色过程中完全不产生含硫化合物，从根本上解决了环境污染问题。以靛蓝染料为例，相较于传统工艺，该新工艺能耗仅为传统工艺的六分之一，二氧化碳排放量仅为传统工艺的十分之一，显著降低了环境污染与健康危害风险。目前，该设备已成功申请授权专利1项，另有4项专利处于受理阶段。
MOF包载青蒿油抗菌技术旨在应对日益严峻的细菌耐药性问题。传统抗生素的滥用导致细菌耐药性显著增强，给公共卫生带来了巨大挑战。纺织行业牛仔服装先进制造重点实验室团队创新性地将天然青蒿提取的副产品——青蒿油与多孔金属有机框架（MOF）材料相结合，制备出一种新型抗菌剂，借助MOF的多孔结构实现精准包载与缓释功能，从而显著提升抗菌效率和稳定性。此外，该抗菌剂与湿法纺丝技术相结合制备抗菌纤维，由于MOF和青蒿油两种材料具备协同抗菌机制，能够通过破坏细菌细胞膜和抑制代谢过程，降低细菌耐药风险，可生产出高效抗菌纤维。综上所述，MOF包载青蒿油抗菌技术为解决细菌耐药性问题提供了一种创新且有效的解决方案，具有广阔的应用前景。光动力抗菌技术基于生物治疗领域的光动力疗法（Photodynamic Therapy,PDT），利用光敏剂在特定波长光照下与氧分子相互作用，产生高活性氧物种（如单线态氧等），从而破坏细菌结构，实现杀菌效果。该技术具有响应快速、广谱抗菌、不易诱导细菌耐药性且对人体无害等显著优势。目前，国内外抗菌纺织品多以天然抗菌材料或金属离子为主，但这些材料存在抗菌持久性不足及潜在毒性等问题。为解决这些问题，团队通过设计不同光敏剂分子并与纺织品结合，利用光动力抗菌技术在光照下高效产生活性氧，实现抗菌功能。该技术在医疗、家纺和特种服装等领域具有广阔的应用前景。目前，相关技术已申请专利1项。废弃牛仔面料中含有大量天然纤维，若不加以循环利用，将造成巨大资源浪费。为此，本研究开发了一种废弃牛仔面料回收技术，采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑乙酸铵（[Bmim]OAc）与N,N-二甲基甲酰胺（DMF）作为二元溶剂体系，溶解并再生废弃牛仔纺织品，其中[Bmim]OAc与DMF的质量比为30:70。该体系具有离子液体含量低的特点，不仅避免了纺丝溶液中高可见度的问题，同时显著降低了溶剂成本。在此基础上，通过制备VO₂粉末并将其整合到纺丝溶液中，利用干湿纺丝工艺成功制备了再生F-VO₂纤维。这种纤维不仅提升了个人热管理性能，还显著提高了纤维的机械性能。该技术为废弃牛仔面料的高价值循环利用提供了一种新的解决方案，具有良好的应用前景。
纺织行业牛仔服装先进制造重点实验室依托于武汉纺织大学设立，该单位在纺织领域拥有深厚的历史积淀和卓越的学术声誉。作为国内领先的纺织类研究高校，武汉纺织大学在科研投入、基础设施建设以及人才培养等方面均处于行业前沿。依托单位拥有丰富的科研资源，包括先进的实验设备、完善的数据中心以及广泛的国内外合作网络，为实验室平台的建设与发展提供了坚实的基础和有力的保障。实验室高度重视人才队伍建设，汇聚了一批在相关领域具有深厚造诣和丰富经验的专家学者。目前，该实验室拥有研究人员20余名，其中教8名，副教授12名，讲师10名，博士25名，形成了一支结构合理、专业互补、富有创新精神的科研团队。同时，实验室注重青年人才的培养与发展，为年轻科研人员提供良好的成长环境和广阔的发展空间，不断为实验室注入新的活力。实验室始终将创新能力建设作为核心任务，致力于打造具有国际影响力的科研平台。近年来，实验室围绕牛仔服装等关键领域，积极开展前沿性、基础性和应用性研究，取得了一系列重要成果。此外，实验室还注重科研成果转化与应用，与多家企业建立了产学研合作关系，推动了一系列科技成果的产业化应用，为相关产业的发展提供了有力的技术支撑。同时，实验室积极开展国际学术交流与合作，定期举办国际学术会议，邀请国内外知名学者来访交流，不断提升实验室在国际学术界的影响力和话语权。目前已发展成为在牛仔服装领域具有重要影响力的研究基地。
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