近日,，占地3000平方米的絲蛋白生產(chǎn)基地和GMP標準化研發(fā)中心在杭州臨安建成。蘇州大學(xué)現(xiàn)代絲綢國家工程實驗室王曉沁教授的研發(fā)團隊將在這里,，用一根根蠶絲“織出”功能纖維的大產(chǎn)業(yè),。

從“一根桑蠶絲”到“一根化纖絲”，從“纖維”到“新材料”,，作為國內(nèi)紡織絲綢行業(yè)唯一的國家工程實驗室,，蘇州大學(xué)現(xiàn)代絲綢國家工程實驗室不僅承擔了絲蛋白基醫(yī)療器械的研發(fā)任務(wù)，還實現(xiàn)了大分子絲蛋白年產(chǎn)量10噸的批量生產(chǎn),。

面向國家戰(zhàn)略需求,，攻克行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)難題，在探索中求變,，在創(chuàng)新中領(lǐng)跑……近年來,，該實驗室持續(xù)聚焦新型功能性纖維材料、新型生物醫(yī)用材料,、纖維材料綠色低碳制造,、纖維材料數(shù)字化智能制造及檢測體系四大方向，攻克了30多項產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù),，取得了一系列原創(chuàng)性突破,。

材料科學(xué)開啟纖維新賽道

不用打針吃藥，只要在皮膚上一貼就能讓藥物經(jīng)皮下血管直達病灶……絲素蛋白智能微針經(jīng)皮給藥系統(tǒng)著實讓人驚嘆,。

“我們將蠶絲制成微針,，借助絲素蛋白易提純、可降解,、天然無毒,、無免疫原性等特點,，實現(xiàn)經(jīng)皮給藥?！碧K州大學(xué)盧神州教授說,，蠶絲主要由絲膠蛋白和絲素蛋白組成，對人體友好,，是制備微針的良好材料,。

“先把絲素蛋白做成溶液，經(jīng)過結(jié)構(gòu)調(diào)控,，澆入微米級模具,，干燥后就制成了微針?！北R神州介紹說,，在一個0.5平方厘米的貼片上，有225根微米級的細針,，可以遞送1毫克以上的藥物,，就像使用創(chuàng)可貼一樣簡單。由于微針短而細小,，不觸及神經(jīng)和血管,，因此實現(xiàn)了無痛給藥。與此同時,，他們通過對絲素蛋白聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的有效控制,，實現(xiàn)了藥物的緩釋。

蠶絲是集輕,、柔,、細于一體的天然纖維，經(jīng)過高科技的“塑造”,，如今它早已超越了紡織面料的傳統(tǒng)用途,，展現(xiàn)出在健康醫(yī)療、智能感知等領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景,。

蘇州大學(xué)現(xiàn)代絲綢國家工程實驗室方劍教授開發(fā)的智能纖維材料,，將柔性纖維與傳感器合二為一，能夠準確監(jiān)測人體的呼吸,、心率以及運動幅度,；李剛教授開發(fā)的醫(yī)用蠶絲縫合線，搭載絲素蛋白的載藥技術(shù),，可以長效抗菌抗炎,，廣泛應(yīng)用于各種外科手術(shù)。

作為國際競爭的重點領(lǐng)域，先進功能性纖維在纖維材料產(chǎn)業(yè)體系中具有核心地位和關(guān)鍵價值,。生物基纖維是可循環(huán)使用的綠色纖維,，也是纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。此前,，生物基PTT纖維技術(shù)一直被國外壟斷,。直到蘇州大學(xué)現(xiàn)代絲綢國家工程實驗室與共建單位開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生物基PTT聚酯纖維成套生產(chǎn)技術(shù)，使我國成為擁有完整產(chǎn)業(yè)鏈的生物基纖維生產(chǎn)國,，目前PTT及復(fù)合纖維產(chǎn)能已達50萬噸,。

近年來，實驗室面向世界科技前沿,，在纖維材料領(lǐng)域攻克10余項行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)難題,，取得50項技術(shù)成果，獲批200多項專利,，成為我國現(xiàn)代絲綢產(chǎn)業(yè)最重要的技術(shù)開發(fā)平臺和創(chuàng)新基地之一,。

基因改造助力纖絲強而優(yōu)

1972年，長沙馬王堆辛追夫人墓出土了一件素紗單衣,，它薄如蟬翼,，似云霧般輕柔，這件西漢時期紡織技術(shù)巔峰之作自然少不了蠶絲的參與,。

如今，歷經(jīng)千年綿延不衰的蠶絲,，在基因工程的加持下又有了新突破,。蘇州大學(xué)蠶桑研究所所長李兵教授利用12個家蠶種質(zhì)資源，開展分子標記輔助育種,，最終育成“蘇秀春豐”新品種家蠶,。

“將這個品種的家蠶吐出的蠶絲制備成生絲（20/22D），其強度達到96.2厘牛（cN）,，比市場主流品種提升13%,，是目前強度最大的蠶絲?！崩畋f,，蠶絲直徑僅為頭發(fā)絲的十分之一，為了提高紡織效率和絲綢質(zhì)量,，提高蠶絲強度顯得尤為重要,，“蘇秀春豐”推廣后，下游紡織廠的紡絲速度一下子提高10%,，大大提升絲綢產(chǎn)品的競爭力,。

中國是絲綢的發(fā)源地，絲綢產(chǎn)量占世界的80%。但是合成纖維的問世,，引發(fā)了市場需求的深刻變化,，加之天然蠶絲自身的缺點，絲綢產(chǎn)業(yè)受到巨大沖擊,。

不過,，蠶絲并沒有因此退出歷史舞臺，基于蠶寶寶吐絲的靈感而衍生的新型纖維材料,，在現(xiàn)代科技的加持下也創(chuàng)造出不是真絲似真絲的價值,，充分彌補了蠶絲天然產(chǎn)量的不足，極大拓展了蠶絲的應(yīng)用領(lǐng)域,。

“這件衣服摸上去有絲滑感,，穿上去有親膚感，水滴上去吸濕快散,，汗沾上去瞬間無味,。”蘇州大學(xué)鄭敏教授從包里掏出一套T恤短褲向筆者介紹,，她領(lǐng)銜的納盾協(xié)同創(chuàng)新團隊研發(fā)的多功能原位聚合化學(xué)纖維,，從分子水平上將納米活體礦石鍵入合成纖維大分子鏈中，破解了從纖維原料端實現(xiàn)多功能集成這一世界難題,。

這項技術(shù)還在醫(yī)療領(lǐng)域大放異彩,，用該纖維制成的抗菌自修復(fù)醫(yī)用敷料已進入山東第一醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院預(yù)臨床試驗階段，成為紡織,、材料化學(xué),、醫(yī)學(xué)等各學(xué)科交叉融合的結(jié)晶，已獲國內(nèi)國際發(fā)明專利48項,。

走過數(shù)千年,，蠶絲依然吸引著世人的目光，科學(xué)家也在這種古老天然產(chǎn)物中不斷找到新靈感,。最早開始馴化蠶的古人何曾想到,，數(shù)千年后，蠶絲已成為散發(fā)著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)魅力的“新材料”,。近年來,，蘇州大學(xué)現(xiàn)代絲綢國家工程實驗室已成為國內(nèi)絲綢行業(yè)最高學(xué)術(shù)研究中心，提高了絲綢和功能纖維產(chǎn)業(yè)的核心競爭力,，實驗室參與的國家,、省級重大工程項目達40余項，帶動間接經(jīng)濟效益110億元,。

延伸閱讀

高端科技實現(xiàn)紡織綠色蝶變

目前,，蘇州大學(xué)現(xiàn)代絲綢國家工程實驗室針對纖維材料染色、著色等行業(yè)痛點，還先后開發(fā)了超臨界二氧化碳無水前處理,、匹染,、纖染及功能性后整理，以及光子晶體結(jié)構(gòu)生色等20余項技術(shù)成果,，助力我國纖維產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展實現(xiàn)破局闖關(guān),、綠色蝶變。

“我們模仿蝴蝶翅膀,，設(shè)計了一種200~400納米的微納結(jié)構(gòu),，簡單來講，就是一個個小球堆積成的微納結(jié)構(gòu),，可以與可見光產(chǎn)生相互作用,，呈現(xiàn)出各種顏色?！碧K州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院院長張克勤介紹,。

基于這一原理，科研團隊實現(xiàn)了在結(jié)構(gòu)色纖維研發(fā)上的突破,，研發(fā)出全球首個結(jié)構(gòu)色纖維產(chǎn)品,，讓傳統(tǒng)的絲綢展現(xiàn)絢麗奪目的結(jié)構(gòu)色，并有望解決真絲印染過程中的污染難題,。

“未來我們會看到,，這種通過結(jié)構(gòu)色產(chǎn)生的隱身車衣，更進一步地豐富了汽車涂料,、汽車的顏色,。”張克勤告訴筆者,。

隨著“雙碳”目標的提出,，國家對紡織產(chǎn)業(yè)綠色化發(fā)展的要求日益緊迫,。

“傳統(tǒng)的印染以水為介質(zhì),，印染廢水含有大量的漿料、染料,、表面活性劑,、酸堿及鹽等化學(xué)品，對生態(tài)環(huán)境造成了沉重負擔,?！碧K州大學(xué)龍家杰教授介紹，為解決這個行業(yè)共性難題,，他們組建了“超臨界無水染整技術(shù)”研發(fā)團隊,。

經(jīng)過近20年的研發(fā)，他們攻克了關(guān)鍵技術(shù)，在國際上首次成功研制出織物超臨界二氧化碳流體動態(tài)染色技術(shù),，解決了高品質(zhì)無水染色的難題,。

龍家杰介紹，超臨界二氧化碳流體是一種綠色,、生態(tài),、環(huán)境友好的介質(zhì)，在染色加工過程中織物呈干燥狀態(tài),，染色產(chǎn)品無需烘干及常規(guī)染后清洗,。染色時也不用添加染色助劑，沒有染色廢水及其他廢棄物產(chǎn)生,，染后也不需任何化學(xué)方法處理,，可徹底實現(xiàn)清潔、綠色,、生態(tài),、環(huán)保化加工,。