传统纤维建造并连接物理世界；现代纤维构建并连接物理世界和数字世界；未来的纤维是大型纤维，它将整合物理和数字世界，并无缝地将它们与人体联系起来，将人类推向更文明的智能社会！

朱·梅凡教授

东瓜大学材料科学与工程学院院长

国家纤维材料修改实验室主任

自远古以来，纤维与人类的生活密切相关，人类与纤维之间的紧密接触可以说是每天365天零24小时。在最早的日子里，人类和动物使用羽毛和皮肤将大麻丝视为布。他们使用棉，亚麻，丝绸和羊毛来广泛使用天然纤维。随着科学和技术的发展，人造纤维和合成纤维的发展已经出现，化学纤维工业发展迅速，纤维正在越来越多地改变人们的生活。如今，纤维纪律正在正在进行革命性的进步和发展。纤维材料正在逐渐超越传统概念，例如服装和美学，并且正在迅速发展朝着绩效，智力和绿色绿化发展。纤维的应用领域已经进一步扩展，并且大型纤维的概念也出现了。它不仅会影响人们的生活，而且在科学和技术，工业和国家的发展中起着重要作用。那么，大纤维到底是什么？大型纤维对技术，工业，国家甚至个人生活的意义是什么？中国在发展大型纤维方面面临哪些机会和挑战？有哪些对策，需要哪些行动？下面，作者将重点关注上述问题，并与您讨论未来的光纤世界。

首先了解美丽的美丽 - 什么是大纤维

在半导体行业中，人们对较小的追求是无穷无尽的，并且设备的每1纳米收缩都需要数百亿美元的投资。在1960年代，美国物理学家Feynman曾经说过：“ Thebottom有足够的空间。”这是纳米技术的起源。纤维和纳米高度对比，相交但没有彼此关联。所有设备都追求更薄，更强壮，更小，更便宜（更薄，更强壮，更小，更便宜），并且纤维的基本特性与人们长期以来对设备的最终需求非常一致，并且是连接显微镜和宏观镜的最佳介质。

随着纤维科学的发展，当今的纤维材料已经发生了强度，阻燃性，电气性能等的必要变化。新一代纤维已成为纺织品编织，电子织物，智能织物和其他先进织物的基础。这种基于纤维的高性能复合材料深入整合了光学和机电整合，红外传感，网络信息，智能和其他技术，将新应用集成了数据传输和存储等新应用。它是一种新一代的纤维产品，在国际上也被称为“革命性纺织纤维”，它超越了传统概念，例如服装和美丽。

因此，大型纤维是基于材料，信息，机械和生物学等学科的技术突破和交叉融合的新一代纤维。它们的特征是智力，超级性能和绿色。它们具有多功能，多结构和多物质特征，并且可能对传统工业集群具有较高的渗透率，破坏性和革命性的改进影响。其中，智能纤维是指可以感觉到外部环境（机械，热，化学，光，湿度，电磁等）或内部状态的纤维。智能纤维可以模拟人类生命系统，并具有感知和反应功能。他们不仅可以利用传统的时装业，而且还可以为纺织品提供新的时尚，同时为它们提供了远远超出传统纺织品范围的其他功能。超级性纤维通常是指具有特殊物理和化学结构，特性和用途或特殊功能的化学纤维。例如耐耐腐蚀性，低磨损，高温抗性，抗辐射性，抗火焰，高压电阻，高强度和高模量，高弹性，反渗透，高效率过滤，吸附，离子交换，光导向，电导率，电导率，电导率和多种医疗功能。近年来，超级纤维在创新中一直在不断开发，提供了“量身定制”，更舒适且具有各种功能，从而促进了许多行业的跨越发展，尤其是航空航天，国防和军事行业。绿色纤维是纺织业发展的客观要求，“绿色”只会在未来的经济发展中变得越来越重要。目前，绿色纤维主要包括回收化学纤维，原始液体有色化学纤维（一种无染料纤维）和基于生物的化学纤维。

面对智能社会的未来发展，大型纤维具有高度整合新技术，许多跨行业领域和广泛的辐射范围的特征。它们是高级制造业和战略新兴行业发展的重要突破，这是国民经济，科学和技术发展以及国防建筑的重要基本战略材料，以及需要政府促进和前瞻性布局的新兴行业。

再次探索心脏 - 大型纤维和纺织品之间的区别

如何阐明大型纤维和纺织工业之间的本质区别？但是，从手机开始，手机首次进入时只是一种移动语音通信工具，但是在iPhone之后，智能手机逐渐演变为具有巨大技术和社交系统的移动终端，而语音通信则削弱了其辅助功能。例如，在情报和无人管理的逐步发展中，汽车也将从运输工具转变为智能运输信息系统中的移动智能设备。

传统纺织品研究，开发和生产基于纤维的各种织物。尽管现在已经从最基本的服装功能发展为结构，功能甚至智力的纺织品，并且它们的性能得到了不断提高，但它们仅关注纺织品本身。大型纤维专注于纤维和面料形式的功能/智能设备和系统的研究，开发和制造，并从功能和系统的目标研究和开发材料。因此，尽管大型纤维具有纺织基因，但它们的发展思想和方向是完全不同的。

Feynman的著名问题：“如果可以按我们想象的方式安排原子，这些材料将具有哪些特性？”它表明，聚合物科学家应超出传统聚合物的范围，将可控的分子不均匀性及其相关的精确结构引入合成聚合物，扩大合成聚合物的整体化结构，并实现更精确的功能化。

院士Cheng Zhengdi等文章“ Giant Molecules：化学，物理学和生物科学的交集”中进一步强调了“从结构到功能”（结构功能）的概念。例如，纱布过去仅用于绷带伤口，但是使用大型纤维来开发智能纱布，可用于防止炎症，除绷带伤口外，并连接到远程医疗系统以在线监测患者的病情。例如，由陈帮开发的高热导率纤维和其他人开发的聚合物材料的传统热隔热理论，并使用分子结构调节方法来产生纤维的有序排列，这些纤维不仅具有结构性特性，还具有导热率。目前，使用广泛使用的硅纳米线电池负电极，纳米纤维PM2.5滤膜和纳米多孔聚乙烯布是基于功能要求和物理原理开发的纳米纤维产品。几十年来，蜘蛛丝一直无法使用传统的化学合成理论和方法制成。现在，采用了生物合成理论。使用蜘蛛基因调节蚕和细菌的蛋白质分子是产生高性能蜘蛛丝的能量，这是自尼龙出现以来最重要的纤维材料进步。中鲍恩和其他人使用Cooltrans技术来准确量化印刷和替换染色，这推翻了数千年来大量稀释的染色液体的印刷和染色过程，从而实现了无水和染色的无水和染色，并且可以直接印刷和染色的功能和染色的功能和染料的功能，从而成为了智能的功能，从而成为了智能的工业化。

尽管大型纤维距离其应用还很远，但在世界各地的研究都有很强的基础，近年来，工业化已经加速，一些产品已经开始以小批量生产。 Such as smart shirts, vests, T-shirts and smart shoes developed by major clothing and sports brands, smart school bag belts developed by MIT in the United States, electrocardiogram underwear developed by Shanghai Changsheng Company, electrochromic fibers and nano-power generation fibers developed by Donghua University, etc. Today, the cycle of new technologies from R&D to industrialization and commercialization is getting shorter and the大型纤维的工业化正在逐步实现。

在柔性电染色材料的开发中，预计将实现从纤维设备到功能性织物再到服装的集成应用

揭示真实的外观 - 大型纤维开发的当前状态，机遇和挑战

近年来，我国家的高科技纤维行业取得了长足的进步，关键技术和设备取得了突破，工业化过程一直在加速，成为世界上少数几个可以产生各种高科技纤维的国家之一。但是，与国际高级级别相比，仍然存在许多问题，并且面临许多挑战。

美国，日本和德国等发达国家是第一个实现下一代纤维革命性影响的人。他们从包括数十年工业领域的战略高度和20年的时间范围内了解和概述行业。通过技术突破，产品创新和跨境整合，他们是第一个在下一代纤维开发中进行安排的人。

为了确保它处于纤维科学的最前沿，并确保具有出色属性的现代纤维的生产能力，美国已经在国家一级进行了战略安排，并确立了“革命性的纤维和纺织创新和制造业”的“革命纤维和纺织创新和制造研究所”，重点关注革命性的纤维和纺织品的创新制造，并确保了革命性的创造力，并在革命性的工程上构成了塑造的范围，以切断范围，以塑造这种范围的范围，以塑造工具，并在范围内构成了范围的范围。光纤技术，商业纤维和高科技纺织品。麻省理工学院领导着来自28个州（AFFOA，美国高级功能织物联盟，AFFOA）的89个制造企业，大学和非营利组织的联盟，以建立创新研究所，并做了很多工作。

日本公司长期以来一直部署在全球高性能和高功能纤维领域中，并且在研究，开发和生产中具有优势，并生产了三种高性能和高功能的纤维，碳纤维，碳芳烃，超高分子量和超高分子量聚纤维，并特别关注整个工业构建和高级实现的研究和发展。日本政府和联盟组织非常重视整个行业的发展，并在促进它方面发挥了重要作用。日本政府通过经济，贸易和工业部以及新能源行业技术发展局（NEDO）提供了研发支持。为了集中行业，学术界和研究的力量，并在创新的新结构技术研究与发展领域进行NEDO以及经济，工业和经济学，工业和经济学部的项目，日本于2013年10月建立了新的建筑技术研究联盟（ISMA），以完全掌握行业和有效的行业问题。同时，联盟成员也有利于补充彼此的优势并在市场竞争中具有风险。

德国于2013年4月启动了一项名为FutureTex的国家战略，该战略显然提出了纺织业的定位 - 使纺织业继续成为德国最具创新性和最具动态的行业之一，并将其​​与行业4.0流程紧密相结合。 FutureTex项目强调循环经济和新材料研发，并希望在纺织业实现节能和环保的生产流程。该项目还特别提出了研究方向，例如节能，改善原材料利用率和可再生原材料。在东部的传统纺织品有利区域开发了五文鱼项目之后，德国已将其在西方的优越力量集中在西方建立世界上最大的跨场纤维高性能材料研究中心，收集了500多名科学家，工程师和技术专家，并与中国合作以建立世界上最大的碳纤维轻型平台。

回到中国，作为战略新兴行业之一，近年来，新材料发展迅速。 2025年，中国制造还将包括在关键领域进行部署和促进的新材料。在2016年底，国务院建立了新材料行业发展的国家领先小组，而新材料行业则迎来了新的开发机会。新材料行业是该国和上海发展的主要战略需求。纤维材料是材料科学的重要分支。他们正在经历深刻的变化并培养巨大的创新机会。

大型纤维工作组的专家参加了2017年中国国际工业博览会

大型纤维行业正面临智能社会的未来发展，这是高级制造业和战略新兴行业发展的重要突破。这是上海工业升级和创新的新代码。这是一个新兴行业，需要从基础研究，应用程序开发，工业化和营销促进等各个方面具有前瞻性。

目前，在发明探索和样本试验生产的阶段，上海大型纤维领域的发展与世界同步，并为大型纤维及其应用行业的发展奠定了深刻的基础。大学和企业在纤维材料研究与发展和人才培训博士学博士学博士学博士学位，例如东华大学，福丹大学，上海纺织集团和Huayi Group。在设备领域，诸如Yuntong Nano之类的创新企业正在出现。在下游应用领域，例如生物医学，微电子，传感器，节能和环境保护，也有大量领先的中国和外国企业，例如微创医学，霍尼韦尔，戈特克声学和3m。

去年，由数字跨域专家领导的大型纤维工作组在上海进行了大量的调查和研究，并共同准备了有关大型纤维行业技术发展的白皮书，并与东海大学和上海科学技术学院一起。调查表明，大型纤维仍处于工业发展的早期阶段，在大学和研究机构，工业较弱，用户相对较少。目前，中国在大型纤维（例如可穿戴设备）的低端和低端应用中取得了良好的效果。但是，大多数创新实体都是中小型企业，大学和研究机构的高科技转移和转型程度非常低，从而导致了与国内大型纤维相关的企业的相对较宽的布局。为此，我们迫切需要在工业连锁店周围部署创新链，进一步加强大型纤维领域的前瞻性布局，实施创新的工程项目，加速成熟领域的工业化，积极参与国际竞争，并帮助中国的大型纤维产品进入全球。

大型纤维不是单一的技术或单个行业，而是许多不同技术领域和新兴的巨大工业集群的跨连接。大型纤维技术也是尖端，基本和战略性的，并且肯定会成为实现下一项技术工业革命的重要手段。将来，大型纤维的发展将帮助我们更好地实现人体​​，物理世界和虚拟世界的无缝融合，并将促进人类进入一个更加和谐，更美丽的社会。