做纺织材料领域的一缕“丝”

　　文／杨　烁　周　玮

　　孙中山《民生主义》第三讲中提到：“大家都能各尽各的义务，大家自然可以得衣食住行的四种需要。”可见“衣食住行”在人们生活中的重要性。那么，很多人疑惑为什么衣排在食之前？因为衣是食住行的基础，衣也是人们抵御寒冷所必备的生存必需品，且古时礼义廉耻观念很强。因此，衣就排在了首位。而到了现代社会，衣除了抵御寒冷，还拥有了更高的使命，尤其是随着智能材料的发展，衣已经与人体健康等多个领域紧密地联系在了一起。北京服装学院副教授王文庆正是这一领域的探索者，已经在功能/ 智能纤维及织物、新型可控聚合技术及其应用研究方面取得了诸多进展。

　　王文庆，2016 年博士毕业于北京理工大学，攻读博士学位期间于2013-2015 年在美国伊利诺伊大学香槟分校材料科学与工程学院进行博士生联合培养，师从美国工程院院士 James Economy 教授；2018 年于清华大学博士后出站；同年入职北京服装学院，目前主要从事功能/ 智能聚合物及纤维材料的研发工作，为我国纺织材料科学的发展做出了贡献。

　　执着创新树榜样

　　求学阶段，王文庆的研究主线是功能纤维材料。据了解，功能性纤维材料已经成为未来纺织纤维领域发展的重点。它以其特殊性、差别性、功能针对性而受到行业的关注和市场的欢迎。例如，化学纤维是纺织行业的重要原料，目前发达国家和地区都在积极开发高技术含量、高附加值的功能性化学纤维新品种。普通化纤工业正朝着规模化、高速化、高品质、差别化和高科技化方向发展，以满足航空航天等高新技术领域的需求，同时也获得更高附加值和利润。我国是世界纺织大国，纺织行业是我国重要的经济支柱和民生产业，将化纤产品差别化、功能化以满足不同行业、消费者的特殊需求成为了企业占领市场、创造效益的关键点。

　　基于此，王文庆在硕博阶段就意识到，工业废水中的重金属离子毒性强且易生物富集，其回收再利用有助于环境安全及减少碳排放。此外，新型CO2 吸附材料的研发对于推动碳中和也具有重大意义。新型改性纤维材料或将对当前的水、气环境污染物的高效回收及富集起到重要作用，因此进行了深入探究。

　　研究中，王文庆带领课题组成员以聚丙烯纤维或玻璃纤维为基体，采用（辐照）接枝改性技术制备吸附功能纤维，通过探究聚合接枝单体类型、接枝量及二次功能化对重金属离子铬或CO2 的吸附量及吸附选择性影响，阐明了不同工艺制备吸附功能纤维的吸附机理与吸附动力学，突破“三废” 处理新型材料制备技术，为我国环境污染物的治理提供了一定的技术支撑。

　　博士后阶段，王文庆研发出了冠醚类固载纤维，实现了核聚变原料锂同位素的高效吸附分离。据悉，实现锂同位素的有效分离是我国发展先进核能技术的关键，对我国的能源安全和战略实施具有重大意义。于是，王文庆和课题组成员基于冠醚类化合物对锂的特定络合作用构建固相萃取材料，采用多巴胺化学辅助的表面引发的原子转移活性自由基聚合（SI-ATRP）技术合成以玻璃纤维为基体的冠醚功能化聚合物/ 纤维复合材料。通过对表面聚合物层链段长短及空间拓扑结构的有效调控提高了冠醚固载量及其对锂同位素的配位络合能力。该新型冠醚固载交换剂表现出了较高的锂吸附量，最大分离系数与液- 液萃取相当，该成果大大推进了锂同位素分离固相萃取剂的发展，在国际相关领域引起广泛关注。入职北京服装学院后，王文庆依托国家重点研发计划“高品质阻燃纤维及制品关键技术”项目，开发了新型表面阻燃技术，制备阻燃、抗熔滴及抑烟聚酯纤维及织物。该项目的研究背景是，同步实现熔纺成纤聚合物的长效阻燃、抗熔滴、抑烟一体化一直是纤维材料阻燃的重大难题。目前，仍存在可共聚阻燃单体有限、共混加工成纤困难、阻燃改性纤维力学性能下降等诸多难点。

　　基于此，王文庆和课题组成员以聚酯纤维或织物为基体，采用紫外辐照接枝辅助的层层自组装技术，以及多巴胺辅助的层层自组装技术在聚酯纤维织物表面构建了多种不同类型的聚电解质纳米阻燃抗熔滴功能层，成功实现了聚酯织物的阻燃无熔滴，提出了多元素协效以及快速致密炭层固相抗熔滴机理；以聚酯织物为基体，分别通过热、光引发的表面可控自由基聚合技术制备阻燃抑烟聚酯织物，通过接枝聚合物分子量及分布、聚合动力学及二次功能化研究对织物阻燃、抑烟的影响，阐明了阻燃层分子结构设计与织物阻燃抑烟性能的构效关系，突破了阻燃、抗熔滴及抑烟纺织品后整理新技术。

　　近期，王文庆还构建了两亲性嵌段聚合物自组装体系，制备响应型智能聚合物。由于对内部或外部环境刺激响应性的聚合物颗粒能够根据环境的刺激发生相应的性质变化或形貌转化，因此在智能纤维及纺织品的设计合成领域具有潜在的应用。

　　为此，王文庆和团队成员采用原子转移自由基聚合技术通过聚合诱导自组装（PISA），成功合成了聚（N- 异丙基丙烯酰胺-二甲基烯丙基胺）- 聚[ 甲基丙烯酸缩水甘油酯-2-（2- 乙氧基乙氧基）乙基丙烯酸酯]（P（NIPAM-co-DMAA）-b-P （GMA-co-DEGA））智能颗粒，实现了具有pH 和温度双响应的智能颗粒的制备。

　　从主持国家自然科学基金青年基金、中国博士后科学基金、北京市教委科技计划项目、中国石油化工股份有限公司技术合作开发项目等，到参与国家重点研发计划、国家自然科学基金（重点联合项目）、国家自然科学基金（港澳台合作项目）等，王文庆已经发表学术论文27 余篇，其中第一或通讯作者文章21 篇，单篇论文影响因子最高16.74，在学术界产生了积极影响。

　　未来可期攀高峰

　　为了提升自己的能力，王文庆经常奔走于国内外参加各种交流会议。她知道，在与前沿科技碰撞的过程中一定能擦出不一样的火花。另外，在繁忙的科研工作之余，她还承担《聚合反应原理及工艺》《纳米材料与技术》《纤维材料综合性实验》等多项教学任务。凭借着年龄优势，她总能和学生打成一片，给学生树立榜样，鼓励他们哪怕是一缕“丝”，也要去追逐梦想，实现自己的价值，2022 年获得北京服装学院本科毕业设计优秀指导教师。

　　在浩瀚宇宙，很多人都会思考来到这个世间的意义，王文庆亦不例外。她觉得自己就像纺织材料中的一缕“丝”，连接了科技与现实，连接了梦想与未来。如今，她已经入选 2022 年北京市科协青年人才托举工程，她知道自己肩上的担子更重了。当然，这更是国家和学校对自己的信任。她唯有用青春与科技共舞，不断攀登科研高峰，才能不负青春，不负国家期望。

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