它們來自于自然界的20多種物質，卻可共混交織成無數可能；它們曆史悠久，推動了人類文明進程，卻早已站在了科技前沿：不僅在體現國家科技水平和綜合國力的航空航天領域廣泛應用，甚至影響到航空航天産品的研發進程。

它們是你我以為熟悉、卻并不了解的紡織材料。

本月，由将紡織品送上了太空的“夢之隊”編寫、湖北省科學技術協會策劃的《航空航天紡織品探秘》一書出版。中國工程院院士徐衛林及其團隊，數易其稿，将多年的研究深入淺出地呈現，揭秘航空航天領域的紡織品。這些紡織品或是飄揚在月球的高性能五星紅旗，或是飛機外殼的一部分，或是航天器結構材料，甚至存在于導彈等武器中。

近日，湖北日報全媒記者專訪徐衛林院士，講述書裡書外的故事，帶你走進至柔至剛的紡織品世界。

紡織品變身飛機導彈外殼——

最柔的也是最剛的

紡織品是什麼？是一塊柔軟的紗布，卻也是堅硬的飛機外殼，《航空航天紡織品探秘》裡展示了這樣一個奇妙的世界。為什麼同樣是紡織品，卻呈現出完全不同的樣子？這得益于各種纖維材料的應用，讓紡織品具備了各種不同的特性。

徐衛林介紹，在航空航天領域，輕且強度高的材料是必不可少的。而纖維材料做成的産品，就具備有這樣的優勢。所以，宇航服、火箭導彈外殼等都是纖維編織複合而成的。在航空領域，纖維材料的應用更成熟。“很多人以為飛機外殼都是金屬，其實很多部分是纖維材料編織後複合而成，有一款波音飛機的外殼，大量使用的就是加強碳纖維複合材料。”

為何纖維材料做成的紡織品有輕量化且強度高的特點呢？這取決于纖維材料的特性。

徐衛林介紹了纖維材料的三大優點：比強度高，不同材料若重量相同，纖維材料更多更輕更長；可柔性編織，這樣做成的産品可以是任意形态，具備更多可能性，也許未來人類的空間站就是編織的；比表面積大，纖維非常細，越細比表面積就越大，可做成紗布、衛生用品等。

這些特性，讓看似最柔的纖維卻能打造出最堅硬的外殼，保護着航空航天器在太空遨遊，而這些堅硬外殼又具備柔韌性，更加安全。

“老子道德經說：天下之至柔，馳騁天下之至堅。我們可以把纖維材料理解成一種至柔至剛的物質，柔而有韌。”徐衛林說。

上天入地，無所不能的纖維材料——

微小分子構造宏大世界

可上太空遨遊，可下深海探索，如今的紡織品，存在于各行各業，從生到死，全天候陪伴着人的一生。

一輛汽車裡，紡織品多達20至25公斤左右。比如，輪胎的橡膠下，其實是大量高強高韌的紡織品作為支撐。

在醫院，除了手術縫合線、紗布等常見的紡織品，還有紡織品做的人造血管等。

在能源領域，巨大的風力發電葉片，其實也是由紡織品作為骨架增強的複合材料制成。

徐衛林介紹，除廣泛應用于最能代表科技水平的航天航空領域，以及關系國家安全的軍事科學領域，紡織品在農業、交通運輸、環境保護、生物醫藥、基礎建設、能源等行業發揮重要作用。

為何至柔至剛的纖維材料這麼無所不能呢？

徐衛林說，纖維的特性是由微觀決定的。

他解釋道，纖維裡的大分子具有沿長度方向高度取向的特點，就像一根筷子容易折斷，但如果是沿長度方向拉筷子，就很難拉斷。

從纖維的微觀結構看，有無定形區，即柔區，有高度結晶區，即剛區。類似于由棉花和冰塊組成内部結構，這就讓纖維材料柔中有剛，剛中有柔，是剛柔的統一體。

根據這樣的特性，就可以按照需要，按不同比例調配無定形和結晶，産生無數不同特性的纖維。比如，百分百結晶纖維就十分剛和脆，可做防彈衣；而大量的無定形就會非常柔軟、有彈性，可以做成高彈性的萊卡纖維。而做成想要的纖維後，纖維之間又可以随意混合演變出不同形态、性質的纖維材料。

正因為從分子到纖維都可以有無數組合，造就了千變萬化的纖維材料，讓紡織品的使用無處不在。

“因此，我們研究材料科學，推動材料科學的進步，是必須做的事情。這不僅能改善生活質量，推動經濟社會發展，更是某些行業解決技術難題的關鍵所在。”徐衛林說。

自然科學充滿哲學和趣味——

纖維也有心情 不高興就炸毛

可以是百煉鋼，也能成繞指柔；是夏夜微風拂過的裙擺，也是探索宇宙的宇航服。《航空航天紡織品探秘》不僅從紡織科學的角度揭秘了航空航天領域知識，也展示了自然科學的浪漫與美學。

徐衛林講述了紡織科學的樂趣：我們通過研究天然纖維的微觀結構，了解它的變化，就能仿造、改進天然纖維，制造出各種各樣不同功能的合成纖維，超越天然纖維。

比如，羊毛纖維的表面有像竹筍一樣的鱗片，就像人類的頭發，你愉快時，頭發的鱗片就會均勻，頭發就順滑；但心情不好的時候，就會幹澀。了解這種特性後，人們就能更好地去改善和利用它。

這其實也富含哲學。纖維特性不同，各有優缺點，需要取舍。比如，羊絨比羊毛和棉花貴，但最好的西裝，并不是百分之百的羊絨，需要用其他纖維去改善功能或是降低成本，舍棄一部分，就能得到其他一些功能。

材料的調控，纖維的選擇，後期的加工，造就了織物五顔六色的顔色以及千變萬化的形态，讓紡織科學也充滿美感。

“中小學生讀者也能從這本書中找到樂趣。”徐衛林說，這是一本跨學科的科普書籍，涉及物理學、數學等其他學科。比如，飛機會什麼為能起飛、降落，這和伯努利方程相關，建議中小學生可以帶着問題去看。

他介紹說，為了讓大衆能夠更直觀了解紡織科學，武漢紡織大學正在建造一個面積約2000平方米的科普場館，預計明年能面世。該館将展示材料科學的相關知識、曆史發展、最新成果等。“我們希望參觀者在看完後，能了解到紡織工業在人類文明進程中很重要、中國的紡織工業很偉大。武漢紡織大學在紡織工業進步中做了一點工作，讓更多人了解紡織很重要，激發孩子們的興趣。”

未來紡織品有無限可能——

在月球上搭帳篷 衣服可感知心跳

未來的紡織品會是什麼樣？

也許，登月飛船會有柔性倉，從飛船裡拿出來，抖開，在月球上就像搭帳篷一樣。也許，會出現可以調節溫度、感知心跳、根據環境變色的衣服。

“随着科技發展，我相信會有無限可能。”徐衛林說。

紡織業是很古老的行業，是人類文明進程中重要的一環，經過數千年發展，早已成為充滿高科技含量的行業，也是各國材料科學競争中的重要部分。

徐衛林介紹說，中國紡織品在全球具備較強競争力，中國生産的纖維及加工制品總量占全球一半以上，規模全球最大。

紡織品分為服用、家紡用、産業用三大類。其中，産業用紡織品是考驗一個國家材料科學和加工能力的重要标準。越發達的國家，服用類占紡織品比例越小。改革開放前，我國紡織品服用占比80%以上，随着科學技術的發展，雖然服用紡織品的絕對數量大幅增加，但比例大幅下降，産業用紡織品占比越來越大，這說明了我國材料科學的進步。紡織工業的技術進步，是我國科學技術發展的縮影。

近幾年，我國逐步加強産業用紡織品的研發，纖維材料發展較快。比如用于航空航天和軍事領域的碳纖維、高分子量聚乙烯纖維、芳綸纖維等，已逐步實現了國産化，這其中，包括一些解決了“卡脖子”問題的材料，打破了國外的技術封鎖。

“紡織業日新月異，未來可期，我們編寫這本科普書籍的初衷，就是希望更多的人關注這個古老的行業的新變化，吸引更多孩子對此産生興趣，投身到這個行業來，一起改變未來。”徐衛林說。

（湖北日報全媒記者 陳熹 通訊員 陳玉芬）

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