蠶絲織物因其色澤艷麗、清爽涼快而倍受珍視。近日，哥倫比亞工程研究人員發(fā)現(xiàn)一種野生蠶蛾，即馬達(dá)加斯加彗星蛾（Argemamittrei）產(chǎn)生的纖維在光澤度和冷卻能力方面非常優(yōu)越：不僅具有優(yōu)異的冷卻性能，而且具有傳輸光信號(hào)和圖像的特殊能力。進(jìn)而，研究小組在彗星蛾繭纖維中發(fā)現(xiàn)與一維納米結(jié)構(gòu)相關(guān)的光學(xué)特性，并由此開發(fā)了一種自旋人造纖維技術(shù)，可以模仿天然纖維的納米結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性。研究成果發(fā)表《科學(xué)和應(yīng)用》雜志上。

　　“彗星蛾纖維是最好的天然纖維材料，可以阻擋可見光。類似的合成納米纖維具有相似的光學(xué)特性，這對(duì)合成纖維工業(yè)具有重要的參考意義”，研究人員解釋道：“這些纖維的另一個(gè)驚人特性是，它們可以引導(dǎo)光信號(hào)，甚至可以將簡(jiǎn)單圖像從光纖一端傳輸?shù)搅硪欢?。這意味著我們可以將它們作為生物相容性和可生物吸收的材料，用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的光信號(hào)和圖像傳輸。”

　　家蠶纖維在光學(xué)顯微鏡為透明的固體，但是由彗星蛾纖維具有高度的金屬光澤，且含有高密度的納米纖維狀空隙，它們沿著纖維分布，并引起強(qiáng)烈的鏡面反射。這種天然纖維的厚度約為50μm，是人類頭發(fā)直徑的1倍，可反射超過(guò)70%的可見光。而包括絲織物在內(nèi)的普通纖維總厚度達(dá)彗星蛾纖維10倍才可達(dá)到同等的反射率水平。此外，彗星蛾纖維的高反射率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出可見光范圍，甚至延伸到人眼看不見的紅外光，因此具有吸收紫外線的能力，這使它成為阻擋陽(yáng)光的理想材料。

馬達(dá)加斯加彗星蛾繭纖維具有金屬光澤

　　受此啟發(fā)，研究人員發(fā)明了新的纖維牽引方法來(lái)模擬彗星蛾纖維紡絲機(jī)制，通過(guò)嵌入高密度的微?；蚪z狀空隙，制備的纖維獲得了比天然纖維高出幾倍的空隙，纖維能夠反射93%的陽(yáng)光。目前，研究人員可使用兩種材料生產(chǎn)這些仿生纖維：天然材料（如再生絲）和合成聚合物（如聚偏二氟乙烯），前者適合于需要生物相容性的應(yīng)用，后者適合于高通量生產(chǎn)。

模擬彗星蛾繭纖維光學(xué)性質(zhì)的人造纖維掃描電鏡照片（頂行：再生絲纖維；底行：聚偏二氟乙烯纖維）

　　研究人員表示，通過(guò)高通量、高產(chǎn)量的纖維紡絲工藝在纖維的微小截面上進(jìn)行結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)，可以賦予纖維及其紡織品全新的光學(xué)和熱力學(xué)性能，這甚至可以改造合成纖維工業(yè)。這些仿生纖維可用于制作具有“空調(diào)”特性的超薄夏裝，只需要幾層纖維就可以制成完全不透明的織物，它的厚度甚至比紙張還要薄。當(dāng)人體出汗時(shí)，這種材料也不會(huì)像普通紡織品一樣變成半透明狀態(tài)。此外，由“多孔”纖維制成的超薄服裝將通過(guò)汗液蒸發(fā)、人體微環(huán)境和外部環(huán)境之間的氣流以及身體對(duì)外界環(huán)境的輻射來(lái)促進(jìn)冷卻。