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纺织 & 绿色化发展

在纺织行业中，纤维主要分为两类：天然纤维和合成纤维。合成纤维是由人造或人工制造的原料制成的。自 20 世纪以来，合成纤维在服装，特别是时尚产业中发挥了重要作用。近年来，合成纺织品的应用范围不断扩大，已扩展至家居装饰与医疗健康等领域。

然而，随着发展，关于可持续性以及纺织品循环经济的关注也日益提升。循环经济是一种有组织的经济模式，旨在在推动经济发展的同时，为企业、社会和环境带来协同效益。在理想的循环经济体系下，纤维的再利用将变得更加容易，并能够有效融入新产品之中。

众所周知，聚合物的降解需要几千年，而合成纺织品的回收再利用问题，已成为社会面临的重大挑战。合成纤维的处理问题严重阻碍了其未来的应用发展，因为大多数合成材料最终被填埋，造成环境污染。

要解决这一问题，唯一的可行路径就是回收合成纤维。一些大型服装企业集团，如 H&M，已经开始回收旧衣服，以将合成纤维重新纳入价值链，推动资源的循环利用。

未来发展

合成纤维已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。

由于具有免熨、防水等多项优势，合成纤维在多个领域的应用持续超越天然纤维。其中一个前沿应用领域是电子导体。近期研究发现，某些涂层纤维，如热电纺织品，在加热时可以导电。在与人体近距离接触的应用中，人体热量本身就能激发电流的产生。

这项最新技术正逐步在医疗健康领域落地。例如，电子纺织品可用于监测、调节和测量多项健康指标。这些电子纺织品本质上是带涂层的合成纤维，即使经过多次水洗，仍能保持良好的导电性。

此外，研究人员还开发出了具备导电性能的可降解纤维素涂层纤维。将纤维素（如 Loncell 类型）与导电聚合物材料进行染色处理后，可显著提升其导电能力。进一步地，通过添加银纳米线，可实现更优异的导电表现。

如果我们能以可持续的方式使用合成纤维，它们将在更多领域发挥巨大潜力。上述案例为您展示了纺织产品未来可能的应用方向。

在您回收、再利用和再制造塑料产品的过程中，Polymerize 可帮助您减少反复实验，通过选择合适的候选配方，加速产品开发。

候选配方越精准，产品表现越优异，客户也就越满意。

电子技术与环境

在电子封装领域，聚合物是一项关键支撑技术。无论是用于将半导体芯片粘接到金属引线框架的聚合物基粘合剂，还是芯片安装后用于封装的模塑材料，聚合物都扮演着核心角色。

在复杂芯片封装中，多种环氧树脂类聚合物或硅材料被广泛应用于实现关键功能。这主要得益于聚合物具有易于加工和高温稳定性强等优异性能。

自 20 世纪 80 年代以来，科学家们一直致力于活性阳离子聚合技术的研究。在聚合物化学中，活性聚合是一种链式增长聚合形式，其中生长中的聚合物链不再具备终止反应的能力。

直到最近，研究人员才发现，可以使用无金属有机催化剂来实现聚合反应。科学家们首次成功开发出使用无金属有机催化技术，在室温条件下对乙烯类和苯乙烯单体进行聚合反应的方法，使得该技术成为一种更环保的半导体材料制备方案。

简而言之，导电聚合物与可降解聚合物的合成，如今可以通过有机催化方法完成。这项技术的突破解决了一个关键难题——避免金属杂质的问题，使聚合材料更适用于实际应用。

此外，针对多种应用的聚合材料，都可以在室温下使用有机催化剂进行合成，其主要优势是：在受控反应中不易受湿气与氧气干扰，从而克服了其他催化剂易吸湿的问题。

其他显著优势还包括：原料易得、成本低、无毒、能耗低（无需高温），非常适用于常温实验，具备良好的工业化潜力。

Polymerize.io 致力于推动可持续发展路径下的低成本、环保电子产品开发，助力客户通过绿色材料与智能实验平台，实现高品质产品的同时，支持循环经济、减少碳足迹。

碳纳米管

碳纳米管（CNTs）是一种由单层碳原子（石墨烯）卷曲形成的中空圆柱状分子结构。CNTs 拥有独特的力学性能，在多个方面优于钢材。例如，其拉伸强度约为钢的 400 倍，而密度仅为钢的六分之一。此外，其长径比（Aspect Ratio）超过 1000，使其成为广泛应用于高强度结构复合材料的“超级材料”。

目前，碳纳米管广泛应用于运动器材、纺织品、汽车、航空航天等行业，用于制造高强度复合材料。

然而，当 CNTs 被引入聚合物基体中时，其优异特性可能无法充分发挥，主要原因在于 CNTs 与聚合物之间的相互作用较弱。CNT 与周围聚合物之间的界面作用力，可以通过计算将纳米管从基体中拉出的力来进行评估。

科学家利用一种卷积神经网络（CNN）的机器学习模型，成功绘制出决定 CNT 拉出力的特征在空间中的分布。与传统方法可能需要数月的计算时间相比，该模型可在几秒内完成预测，大大加快了研发进程。

通过优化 CNT-聚合物复合材料的整体力学性能，为以往无法实现的应用打开了新的大门。

在 Polymerize，我们致力于帮助研发科学家探索复杂实验的潜在结果。我们的专有机器学习算法为希望在短时间内完成产品开发的行业客户提供了一条聪明、快速的捷径。

欢迎访问我们的网站了解更多：www.polymerize.io

聚合物与海洋藻类

在一项生物基聚合物合成项目中，研究人员使用了聚丙烯酸（PAA）、完整的微生物种群以及该种群的不溶性细胞壁成分，通过调控这些原料的比例，成功合成出具备不同机械、热学、物理及化学性能的生物聚合物。

这类可生物降解材料的主要应用方向包括包装领域，如塑料袋与塑料瓶等。

合成聚合物的最大优势在于其最终性能可按需定制，但塑料的分解过程极其缓慢，完全降解可能需要超过 100 年，最终大多数塑料都会被填埋或流入海洋，带来环境危害。因此，出于可持续发展的考虑，生物基聚合物被视为替代化石基合成聚合物的理想解决方案。

其中，海洋微藻具有一系列优势：成本低、生长快、易获取。从化妆品工业到药物递送系统，在孵化场中培养的微生物已被广泛应用于多个商业领域。

在探索微藻在可降解聚合物制造中实用性的项目中，研究人员采用一种名为 Schizochytrium 的微藻进行实验，通过两种方式合成生物基聚合物：

使用完整的微藻细胞；

仅提取其细胞壁中的不溶性脂肪酸。

实验结果表明：根据不同原料配比，最终产物的热性能与弹性性能可进行调控。

使用整个微藻时，得到的是一种高粘性且具有弹性的聚合物；

而仅使用细胞壁材料时，则得到一种更为坚硬刚性的聚合物。

想进一步了解微藻在材料开发中的最新应用及其配方策略，欢迎联系 Polymerize。我们的材料科学家与 AI 团队将协助您快速筛选出最合适的候选方案，加速产品开发，让您的终端产品更快推向市场。

高分子材料的新应用

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Claris Chin

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