纖維是指那些由連續或不連續的細絲組成的物質,它們在大自然里廣泛存在著,天然纖維主要來源于植物纖維和動物纖維,比如植物的莖葉、動物毛等。從遠古時代開始,逐漸進化的、褪去了體毛的原始人類開始用野獸皮毛、樹皮草葉等天然纖維遮體保暖。后來,人類掌握了收集天然纖維并將它們分離精制的技術,史料表明,棉、麻、絲、毛等天然纖維在公元前就已經在世界范圍內廣泛普及了。

然而,隨著時代的發展,有限的天然纖維已經不能滿足人們的需要。亞麻一年一熟,每十棵亞麻只能剝出五千克的亞麻皮;經過曬干去皮,就只剩一千克了。羊毛一年一剪,每年每只羊只能收獲十千克的羊毛。在生產力還沒增長的那些時代里,任何物質都是匱乏的。人們迫切地需要更加高產、更加廉價、更加耐用的新材料。

最早在17世紀就已經有人提出了人造纖維的構思:1664年,英國皇家學會的科學家、顯微鏡的發明者羅伯特·虎克(Robert Hooke)在自己的《顯微繪圖》一書中談起發明創造的靈感時,曾經想過“也許能夠找出某種方法,來制造一種粘性的物質,然后把它通過網篩拉伸成很長的絲,這種絲的性能或許會比蠶絲還好。”虎克的天才設想引起了科學界的討論,可惜的是,由于當時的技術水平太落后,科學家們甚至不能了解纖維的構成,這一美好的設想被耽擱了兩百年。

虎克(維基百科)

人造纖維的準確定義是,利用天然的纖維作為原料,在進行化學處理后調配成恰當的紡織溶液,之后再重新塑形為纖維。

1855年,一位名叫安德曼斯(Georges Audemars)的瑞士化學家在英格蘭做了個實驗。他利用硝酸處理了桑葉纖維,使它們生成硝化纖維素,然后將它們溶解入酒精等有機溶劑中,配成粘液。之后,他將針頭浸入粘液里,挑出了細長的絲線。不過,安德曼斯的方法并不實用,這樣獲得的纖維也不能應用于紡織。1884年,法國人夏爾多內(Hilaire de Chardonnet)正在輔助他的老師、著名的細菌學家巴斯德研究在法國肆虐的某種蠶病,這種蠶病會令蠶絲的產量銳減。就在研究過程中,夏爾多內思考著,為什么我們必須要依賴這些渺小的蠶呢?難道智慧的人類還不能滿足自己的織物需求嗎?

夏爾多內的半身像(網絡圖)

夏爾多內首先將硝化纖維素投入酒精和乙醚中溶解,得到一種叫做火棉膠的粘液,在直徑1毫米的小孔中加壓擠壓,并使之在熱空氣中凝固。酒精和乙醚最終會揮發掉,小孔中擠壓出了一種連綿不斷的細絲,這就是有史以來第一根真正意義上的人造纖維。

“蠶能夠做到的,人也能做到!”夏爾多內非常高興。他一直認為必須要模仿蠶的生產過程,所以他堅持使用桑葉作為人造纖維的原料。實際上,其他木纖維也是可以的。夏爾多內極其敏銳地認識到人造纖維的商業價值,于是他辭掉了巴斯德那里的研究工作,專心致志地開發起這種新型材料來。

很快,在1889年,夏爾多內實現了人造纖維(他命名為“夏爾多內纖維”)的商業化生產,并于同年在巴黎博覽會上展示。這種不凡的、柔軟而鮮亮的面料獲得了追求時尚的法國貴族們的一片贊嘆。

但危機就潛伏在夏爾多內纖維光鮮亮麗的外表下。被喜悅沖昏頭腦的人們忘記了硝化纖維素原本是一種火藥,它們極其易燃;趕時髦的女士們很快穿上了這種劃時代的新衣裳,在一次宴會上,悲劇出其不意地發生了——正當人們圍著一位穿著人造絲裙子、洋洋得意的女士贊揚時,觀眾抽的煙草的火星落到了裙子上,衣服立即熊熊燃燒了起來,將那位尊貴的女士無情地吞噬了。當營救人員趕到時,那位女士已經不幸身亡。

如果換了別人,或許會從此一蹶不振,但夏爾多內沒有放棄。在努力試驗過后,他成功地去除了硝化纖維素中的易燃物質,制造出了安全的人造絲。1891年,他在法國創立了夏爾多內絲織品公司,從此被譽為“人造纖維工業之父”。不過這個時候的人造絲并沒有滿足最初設想者“人人都用得起”的愿望,它們太貴了,比天然的、最高級的蠶絲都要貴。在夏爾多內之后,涌現了許多的后來者,大家紛紛各顯神通,不斷用新的創造發明來降低制造成本,不斷的市場競爭令人造纖維迅速地朝價廉物美的方向飛馳。

除了硝化纖維素之外,人造纖維還有許多不同的品種,制備工藝也大有不同。1899年,德國人奧北布奇(Oberbruch)首先用銅氨法生產銅氨纖維,并設立了公司實現了工業化,銅氨法主要采用價格較高的銅氨作為溶劑,在成本上無法與傳統的硝酸纖維競爭,因此只用于少數高級紡織品和醫學人工腎。

1901年的一臺人造絲收集器(網絡圖)

20世紀初期開始,還出現了各種人工蛋白質纖維。1904年,藥劑師托登漢(F. Todtenhaupt)發明了一種從牛奶中提煉酪素蛋白質以制備酪素蛋白質纖維的方法。不過這個技術直到30年代才在意大利發展成熟。1938年至1948年,英國、美國、日本相繼利用牛奶、花生、大豆、玉米等常見農作物合成了蛋白質纖維。這些蛋白質纖維又被稱為人造毛,它們和羊毛特別像,而且擁有比天然羊毛更加優越的性能:它們不易皺縮、不易蟲蛀,便于保存,唯獨保暖性較之欠缺一些。不過,它們最終沒有被推廣成功——成本還是太高了。如果大家好好研究一下現代的發明史,就會發現,經濟效益是最靈驗的試金石,它大刀闊斧地浪里淘沙,雖然有些殘酷,但也彰顯著人類科技的飛速進步。

上世紀穿著人造纖維服飾的女性(網絡圖)

現在,人造纖維已經能夠完美模擬棉、麻、絲、毛的手感,它們更容易上色,而且效果更加鮮艷;它們不僅柔軟、順滑、涼爽,還能隔熱,所以在酷熱且濕潤的環境里,它們通常是制衣首選的面料。以后人類會不會創造出更加優良的材料呢?讓我們拭目以待。

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人造纖維的誕生

圖文簡介

史料表明,棉、麻、絲、毛等天然纖維在公元前就已經在世界范圍內廣泛普及了。