全世界の70%の繊維「中国製」70%の繊維長江デルタ地域から生産されています。

繊維といえば、普通の人が思い浮かべるのは服といろいろなものです。

実は、繊維は今人類が発見した最も重要な材料の一つです。

航空機、飛行機、ミサイル、高速鉄道などの高度な設備は、繊維を切り離すことができます。

繊維は庶民の未来の「スマートライフ」の保障です。

東華大学の材料学院の院長、繊維の材料の改質性国家重点実験室の主任の朱美芳教授は記者に東華人と繊維のストーリを述べます。

彼女は誇らしげに言います。

炭素繊維、ナノ繊維、それともスマート繊維でも、国家の発展に必要がある限り、庶民の生活に需要があり、東華繊維材料研究者の姿があります。

1954年、東華大学の前身である華東紡織工学院（後に中国紡織大学という）は我が国初の化学繊維専門を創立し、化学繊維産業化を促進し、民衆の服装問題を解決しました。

今、繊維世界の革命は世界を変えています。東華大学は世界の高度に発達した繊維を研究開発し、上海に繊維研究の分野で「国際的知名度」を獲得させました。

繊維を賢くする

「カメレオン」のように周辺環境の変化によって自動的に変色して変形します。靴底は歩く間に人体を踏んで発電します。

東華大学繊維材料の改質性国家重点実験室で、朱美芳教授はまず記者に「スマート繊維」の不思議さを味わわせました。

スマートファイバーは、外部環境に応答して反応する繊維を自発的に感知するということが分かります。

服、アクセサリー、家庭用品などの生活必需品に対して、もし身を揺すって変わるならば、知能の繊維に換えて、自分で発電して、発光して、発熱して、色が変わって、変形して、甚だしきに至っては冬暖かい夏涼しいかもしれません。

未来の上海で知恵都市を作る過程で、科学技術のサポートとして数千万本の知恵繊維が必要です。

王宏志教授の課題チームは何回も実験を重ねて、繊維の通電環境における自主的な変色を実現しました。

2-3 vの低電圧刺激を導入すれば、繊維はミリ秒で赤、黄、青の三色変化を実現し、色を半時間に保つことができます。

ねじれ、結び目、編み込みの中でも変色します。

4月10日、Apple Watchが満月を発表しました。

しかし、このような電子機器を着用することができますが、充電などのボトルネックの問題に直面しています。

東華大学材料学院の専門家たちは繊維という「鍵」から腕時計のバンドを充電器に変えています。

繊維の導電性、蓄電性能を向上させ、同時に優れた編み物性を持ち、エネルギー供給装置を服そのものの一部にすることができれば、軽便化、エネルギー供給と管理は容易に解決できる。

朱美芳教授が率いる教育部「長江の学者」の革新チームは、汎用繊維の高値化、インテリジェント化の研究に力を入れており、現在は湿式紡糸法を採用して、千メートル以上のグラフェン繊維を連続的に調製することができます。

このような繊維は電気伝導率が同じ製品の最高値に達するだけでなく、強度が国際的にリードするレベルに達し、必要な織物タイプに容易に編み込まれ、理想的な導電性と強度を維持することができます。

また、東華大学は「繊維状フレキシブル太陽電池」の研究開発において重要なブレークスルーを達成しました。

陳志鋼研究員によると、彼が率いるチームはすでに実験室で3つの方法を開発し、フレキシブルな半導体薄膜太陽電池を直接組み立てることができる。

「イメージとしては、織布のように太陽電池を繊維で紡ぎ、電源は繊維の形で服に変え、自分で太陽エネルギーを電気エネルギー、光エネルギー、熱エネルギーに変えることができます。」

陳志鋼は、繊維状のフレキシブル太陽電池は編み物性、低炭素環境保護、航続能力が強く、軽量などの優れた性能を備えていますが、知能服装の要求に極めて合致しています。しかし、コストが比較的高いため、エネルギー転化効率が上がらないといけません。

高性能繊維——繊維をより強くする

繊維の世界では、高性能繊維が独特の地位を占めています。

髪の毛のように見える1本の炭素繊維は「ブラックゴールド」と呼ばれ、1000℃以上の高温で焼き上げられ、炭素量90%以上の繊維材料で、比重は鋼の4分の1しかなく、引張強度は高性能鋼の4倍で、導電性はアルミニウムの10分の1で、熱伝導率は銀の2倍以上で、不活性雰囲気で3000℃以上の高温に耐えられます。

重要な構造として

国防、航空、宇宙飛行、自動車、高速鉄道、建築などの分野で、高性能繊維と複合材料の需要が切実である。

朱美芳教授は「高性能繊維の研究開発能力はどうですか？直接に国と国の競争力を体現しています。

前世紀80年代から今まで、東華の次世代の材料人は国家の高性能繊維と複合材料に対する切迫した需要に直面して、海、陸、空は全面的に出撃して、系統的に科学研究を展開して関係を攻略します。

東華大学の潘鼎教授は80年代、我が国のトップ戦略兵器は最後の二つの長期攻撃ができない難題に直面しました。その一つは大陸間ミサイル弾頭防熱層の肝心な材料である宇宙飛行級の高純度接着基炭素繊維で、その性能、品質は直接飛行に関わって成敗しました。

その性能要求が極めて高く、技術の準備が極めて難しいため、当時は米ロの2つの超大国だけが所有していました。しかも、我が国に対して禁輸と技術封鎖を行いました。

重要な時に、潘鼎教授が率いる炭素繊維プロジェクトチームは国外で廃棄されました。国内で唯一の綿漿基セルロースを原料に苦戦して4年間にわたって、米露両国の同類製品の性能所長を集めた宇宙飛行級の高純度接着基炭素繊維を開発しました。

この動きは国内の空白を埋めるだけではなく、宇宙飛行レベルの高い純粋な接着剤ベースの炭素繊維の開発技術を持つ国としては世界で3番目になります。

20年来、東華大学炭素繊維チームは炭素繊維の原糸形成機構及び炭化プロセスに対して深く研究し、大量の技術ボトルネックを突破し、接着剤ベース炭素繊維、ポリアクリル基炭素繊維などの国産化と安定生産において著しい効果を収め、国の安全と国内炭素繊維分野の発展に大きな貢献をしました。

ポリイミド繊維（PI繊維と略称する）は別の高性能繊維で、他の有機繊維と比べて、より高い熱安定性、より高い弾性率、低い吸水性があります。原子力工業、空間環境、危険救助など、より厳しい環境で応用できます。

PI繊維はロープロープロープを編成したり、織物を織ったり、不織布を作ったりして、高温、放射性或いは有機ガス及び液体の濾過に用います。例えば、高温排気ガス、自動車排気ガスの濾過、隔火フェルト、防火難燃服の製作などです。

電子を照射した後、その強度保持率は依然として90%で、これは他の繊維と比べられないもので、航空宇宙飛行の優先材料になります。

東華大学の張清華教授はPI繊維の準備に力を入れています。

彼はチームを率いて「反応紡糸」のPI繊維を調製する新しい方法を確立し、乾式紡糸成形によるPI繊維の理論的基礎と技術集積を形成し、企業に国際初の乾式紡績PI繊維1000トン級の生産ラインを建設するように助けました。

ナノファイバー――繊維をより友好的にする

「新型繊維などの高分子材料は、航空宇宙、化学工業などに応用されるだけでなく、今や人類の生命のために幸福をもたらしています。」

朱美芳氏の紹介によると、東華研究員が開発したナノ繊維は、すでに組織工程のステント、人工腱、ナノ複合歯科充填樹脂など多くの生物医療用材料の分野で最新の研究成果を収めている。

例えば、外科手術をする時、伝統的な非分解医療用縫合線を採用して、傷が治ったら縫合線を永遠に体内に残して、人体内部組織はそれに対して並外れています。

沈新元、死人志清教授が率いる課題チームは、分解ポリエステルPGLAを採用した吸収可能な医療用縫合線を開発し、生体適合性、生物分解性、機械的性質が良好で、上海市第一人民病院などの臨床試験により、人体に移植してから三ヶ月で完全に吸収され、患者の二次手術の苦痛を大幅に減少させた。

現在既に市場に投入されて10年余りになる。

特殊な劣化可能な高分子材料を三次元網状構造にし、種子細胞に付着した支柱を提供し、種子細胞が次第に成長して組織を形成する過程で、高分子が徐々に分解され、人体に吸収され、新しい臓器を形成する――科学技術が発展するにつれて、このSF色を帯びた場面は段々現実的になってきている。

東華大学の青年学者張耀鵬研究員が率いるチームは、蚕の繭から抽出したフィブロインタンパクを原料として、単一の繊維から維納繊維膜まで、機械的性能が著しく増強されたフィブロイン機能サポートを開発しました。

現在、このプロジェクトは上海市の第六人民病院泌尿器外科と協力して、犬の欠損尿道の修復に成功しました。良好な動物実験の結果を得て、将来人体に応用する見込みがあります。

東華大学が負担する国家863プロジェクトは、繊維で有機無機複合材料を増強し、歯修復材料を研究しました。この新しい充填樹脂は従来の充填材より強度、靭性、生体適合性に優れています。

繊維製品だけではなく、東華大学の研究者は繊維の展望と理論研究も世界の前列に向かっています。

世界最大の医学科学技術出版社エルゼビアグループのデータによると、Chemical Fiber（化学繊維）をキーワードに検索したところ、1899年に最初の文章が発表されて以来、年の発文数は20世紀70年代から急激に増加しています。累計で最も多くの発文が行われた国はアメリカで、次いで中国で、最も多くの機関は中国の東華大学です。

2009-2013年には、中国はアメリカを超えて発行されました。その中で東華大学は文章255篇を発表して、発文機関の第一位に位置しています。マサチューセッツ工科大学、シンガポール国立大学など世界の名門校を超えています。

今年5月、東華大学繊維材料改質国家重点実験室はアメリカ繊維学会と共同で「2015年先進繊維と高分子国際会議」を開催する。

今回は国家重点実験室によって発起され、二年に一回の国際会議が開催され、2002年以来6回成功し、重要な国際影響を持つ学術盛会となりました。

これは東華が世界の高分子及び繊維研究分野における影響力を示しており、上海の科学技術の実力をより体現している。