运用仿生学 开发新纤维历史

"春蚕到死丝不断，留赠他人御风寒"。然而，你可知道，这蚕丝来的多么不容易！有人精确地统计过，春蚕做成一个茧，吐丝1000米，头要转动30次。但蚕丝的生产要受到桑树种植条件的限制，而且一个蚕一生仅吐一个茧，一个茧才有0.5克重丝。因此，多少世纪以来，人们在努力提高天然蚕丝的同时，也希望运用仿生学，制造出一种同天然蚕丝相似的纤维来。 早在1743年，法国化学家柳缪尔等人在观察蚕儿吐丝的秘密，以便仿照这一进程用桑叶制出相似的纤维来，但因找不到溶解桑叶的溶剂而失败。后来，化学家们测定蚕丝和桑叶组成的时侯，发现二者都含有碳、氢、氧3种元素，而蚕丝却另有氮。根据含氮的启示，1885年，瑞士化学家奥丹玛斯将纤维素用硝酸处理后，制成了硝酸纤维素。这种含氮的纤维素可以溶解于酒精，配成溶液，通过细孔，压出一道细流，酒精蒸发后，就变成了一根根细丝。这样一来，人类就第一次模仿春蚕吐丝制造出了人造纤维。使硝酸纤维能够投入生产的，还要归功于法国人查顿。他在1885年用自己制得的硝酸纤维织成了一件光耀夺目的衬衣，在巴黎博览会上展出，引起了人们很大的兴趣。但是，由于这种纤维制造成本太高，又不太结实，而且容易燃烧，没有得到发展。1891年，英国化学家克鲁斯和贝文发明了一种性能比较优良的粘胶纤维。1936年，意大利科学家第一次从牛奶里提炼出乳酪蛋白质，制成了人造纤维。以后又有人陆续从大豆、花生和玉米里把蛋白质分离出来，制造出了人造纤维。这几种纤维都用食物作原料，尽管其性能与羊毛类似，却仍不能大规模生产。 随着人们对自然规律认识的不断深化，以煤、石油、天然气产品为原料的合成纤维便逐渐发展起来。1913年，德国科学家克拉特首先把聚路乙烯树脂溶液在热的氯化苯中试制纤维。1935年，美国化学家卡罗塞斯在研究二元酸和二元胺缩聚反应时，把已二酸和已二胺加热，不久就变成了粘稠如糖浆的液体。他于睡前忘记把玻璃棒取出，第二天早晨发现反应物已凝成固体，他将反应物再加热并用力拉出玻璃棒时，就抽蚕丝般光亮的丝来。据此很快发明了"尼龙66" 纤维，并于1938年开始生产。同时，德国人发明的氯乙烯纤维和"尼龙6" 纤维，也分别于1938年和1939年投入工业生产。从此，第一批经济适用的合成纤维正式问世了。以后，相继开发和投入工业生产的合成纤维还有腈纶、涤纶、维纶、丙纶等。 1968年，美国科学家又对蚕丝发生了浓厚的兴趣。他们把一束蚕丝与一束尼龙丝切断，在显微镜下观察，结果发现蚕丝的截面成三角形，尼龙丝则呈圆形；丝绸截面凸凹不平，尼龙丝则光滑平整，而尼龙的圆柱截面则像一块凸镜。前者对光的反射，折射性能都强于后者。丝绸之所以特别光滑柔软、轻盈幽雅，其奥妙就在这里。他们由此受到启发，便模仿蚕丝的几何形状，将尼龙丝制成丫形断面结构，制成了外貌与蚕丝相似而兼有尼龙防皱、耐磨、快干的新型化学纤维--"奎纳"。日本科学家又更进了一步。他以将涤纶长丝截面制成了丫形结构后，再投入碱性溶液中。使其表面"腐蚀"成蚕丝一样的坑坑洼洼，其结果竟可以与真丝相媲美。 科学家们从研究春蚕吐丝，运用仿生学，开发研制成了一系列新纤维，写下了辉煌的篇章。（童心）