打开衣柜,我们从市面上购买到的衣物,有多少是天然织物?答案恐怕比大家想的都要低。据统计,我国2014年人造纤维的使用率已经达到了65%。人造纤维以它的大产量、低价格逐渐侵吞着市场,不断排挤着诸如棉花、蚕丝等天然纺织原料的生计,我国更是人造纤维的生产大国,占世界产量的50%左右。随着人们生活水平的提高以及人造纤维技术的发展,这个数字只会日渐增高。到底人造纤维是什么?它是怎么出现的?

 

主要的人造纤维生产国(网络图)

 

纤维是指那些由连续或不连续的细丝组成的物质,其实,所有的纺织原料都可以称为“纤维”。我们一直使用的棉花、蚕丝都可以称为“天然纤维”,天然纤维还包括动物毛、植物的茎叶等。从远古开始,褪去了体毛的原始人类开始收集野兽皮毛、树皮草叶等天然纤维编织成衣服遮体保暖。后来,人类慢慢掌握了收集天然纤维并将它们分离精制的技术,这就是人类的纺织历史。考古证据显示,棉、麻、丝、毛等天然纤维在公元前就已经在世界范围内广泛普及了。

人造纤维的构思又是谁提出的呢?这要追溯到1664年,将贡献归功于显微镜的发明者,英国科学家罗伯特·虎克(Robert Hooke)。他在自己的《显微绘图》一书中谈起发明创造的灵感时,曾经天马行空地幻想过“如果我们能够找出某种方法,制造一种粘性的物质,然后把它通过网筛拉伸成很长的丝,这种丝的性能或许会比蚕丝还好。”可惜的是,由于当时的技术水平太落后,科学家们甚至不能了解纤维的构成,这一美好的设想只能是天马行空的幻想,就这样被耽搁了两百年。

 

虎克(维基百科)

 

从虎克的定义上可以看出,人造纤维是以天然纤维为原料、在人工加工后调配成恰当的纺织溶液,之后再重新塑形的材料。这与合成纤维又有了不同:合成纤维从原料开始就是在实验室、工厂里制造的。可以说,人造纤维是大自然的馈赠与人类智慧相加的“混血儿”。

虎克的设想诞生两百年后的1884年,法国人夏尔多内(Hilaire de Chardonnet)在研究蚕病的时候思考起了寻找蚕丝替代品的主意。当时的蚕丝产量很大程度上依赖于蚕们的健康状况,一旦它们得了什么病,就很难保证供应了。夏尔多内很叛逆地想,为什么我们必须要依赖这些渺小的、脆弱的蚕呢?难道高等的、智慧的人类还不能靠自己解决织物的消费需求吗?

 

夏尔多内(网络图)

 

就是这样叛逆的想法改写了人类的历史。夏尔多内首先将硝化纤维素投入酒精和乙醚中溶解,得到一种叫做火棉胶的粘液,在直径1毫米的小孔中加压挤压,并使之在热空气中凝固。酒精和乙醚最终会挥发掉,小孔中挤压出了一种连绵不断的细丝,这就是有史以来第一根真正意义上的人造纤维。夏尔多内欢呼:“蚕能够做到的,人也能做到!”。他极其敏锐地认识到人造纤维的商业价值,于是他辞掉了原本的那份体面的蚕病研究工作,专心致志地开发起这种新型材料来。

 

收集人造纤维的工具(网络图)

 

5年后,天才的夏尔多内实现了人造纤维的商业化生产,并于同年在巴黎博览会上展示。这种柔软而鲜亮的面料获得了追求时尚的法国贵族们的一片赞叹。

然而,在人造纤维光鲜亮丽的外表下,潜伏着重重危机。被喜悦冲昏头脑的人们忘记了硝化纤维素原本是一种火药,它们极其易燃;赶时髦的女士们很快穿上了这种划时代的新衣裳,在一次宴会上,悲剧发生了——正当人们围着一位穿着人造丝裙子、洋洋得意的女士赞扬时,观众烟草的火星落到了裙子上,衣服立即熊熊燃烧了起来,将那位尊贵的女士无情地吞噬了。当营救人员赶到时,那位女士已经不幸身亡。

换了别人,或许会从此一蹶不振,但坚韧的夏尔多内没有放弃。他相信自己会找出解决办法来。在努力试验过后,他果然成功地去除了硝化纤维素中的易燃物质,制造出了安全的人造纤维。1891年,他在法国创立了夏尔多内丝织品公司,从此被誉为“人造纤维工业之父”。不过,这个时候的人造丝并没有满足最初虎克那“人人都用得起”的愿望,它们比最高级的天然蚕丝都要贵。眼见夏尔多内发了大财,许多的后来者纷纷加入到这个行业来,大家各显神通,不断用新的创造发明来降低制造成本,不断的市场竞争令人造纤维迅速地朝价廉物美的方向飞驰。

 

夏尔多内制造的安全人造纤维(网络图)

 

除了硝化纤维素之外,人造纤维还有许多不同的品种,制备方法、手感质地、功能用途都有很大不同。1899年,德国人奥北布奇(Oberbruch)首先发明了用铜氨法来生产铜氨纤维,铜氨纤维非常纯净,但铜氨的价格比较贵,在成本上无法与传统的硝酸纤维竞争,因此只用于少数高级纺织品和医学人工肾。

 

人造纤维的广告画报(网络图)

 

20世纪初开始,人造纤维就变得更加离奇了。1904年,药剂师托登汉(F. Todtenhaupt)发明了从牛奶中提炼酪素蛋白质以制备酪素蛋白质纤维的方法。也就是说,人们都能用牛奶来制造衣服了!不过这个技术直到30年代才在意大利发展成熟。1938年至1948年,英国、美国、日本相继利用牛奶、花生、大豆、玉米等常见的天然原料合成了蛋白质纤维。这些蛋白质纤维又被称为人造毛,它们和羊毛特别像,而且拥有比天然羊毛更加优越的性能:它们不易皱缩、不易虫蛀,便于保存,唯独保暖性较之欠缺一些。不过,可惜的是,它们最终没有被推广成功——成本还是太高了。经济效益是最灵验的试金石,它大刀阔斧地浪里淘沙,彰显着人类科技的飞速进步。

现在,品种繁多的人造纤维已经能够完美模拟棉、麻、丝、毛的手感,它们更容易上色,而且效果更加鲜艳;它们不仅柔软、顺滑、凉爽,还能隔热,所以在酷热且湿润的环境里,它们通常是制衣首选的面料。智慧的人类会不会创造出更加优良的材料呢?让我们拭目以待!

 

本作品为“科普中国-科技创新里程碑”原创 转载时务请注明出处

 

蚕能够做到的 人也能做到

图文简介

现在,品种繁多的人造纤维已经能够完美模拟棉、麻、丝、毛的手感,它们更容易上色,而且效果更加鲜艳。