石頭竟能拉絲做衣服？這種石頭地球和月球上都有！

我們身上穿的衣服，說到材質(zhì)基本都會(huì)是棉、纖維等，你見過用石頭做成的衣服嗎？聽到這里，有人會(huì)不會(huì)冷笑一聲，說：怎么可能？不過，這可能會(huì)成真，石頭不僅能做成衣服，而且還能做成會(huì)“發(fā)電”的衣服。

會(huì)“發(fā)電”的衣服

玄武巖是一種常見的普通鋪路石料，在地球和月球上的含量都很豐富，但經(jīng)過特殊手段處理后，它卻能改變形態(tài)，變成一種泛著金屬光澤的高性能纖維材料——玄武巖纖維。

玄武巖纖維成品

這種纖維的強(qiáng)韌度是鋼材的5到10倍，重量卻是同體積鋼材的1/3左右。它還兼具隔熱、絕緣、防輻射的特性。更可貴的是，制造玄武巖纖維的過程中基本沒有有害物質(zhì)排出，對(duì)環(huán)境污染很小。因此，有人形象地把它的制造技術(shù)稱為“點(diǎn)石成金術(shù)”。

我國(guó)已把玄武巖纖維列為重點(diǎn)發(fā)展的四大纖維材料之一，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。它的應(yīng)用范圍也十分廣泛，在航空、航天、建筑建材、道路橋梁建設(shè)、艦艇船舶制造、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域都能大展身手。

目前來看，玄武巖纖維的應(yīng)用主要還是在復(fù)合材料的增強(qiáng)上，但已有人開始了將玄武巖纖維用作服裝面料的大膽創(chuàng)新-。有科研人員采用模擬月壤為原材料，生產(chǎn)出可定制化的玄武巖纖維，進(jìn)而制備出一種摩擦電玄武巖紡織品，這種紡織品不僅可做成衣服，而且可讓衣服變成一種可穿戴設(shè)備。

摩擦電玄武巖紡織品進(jìn)行高溫火焰煅燒實(shí)驗(yàn)

經(jīng)過拍打，這種紡織品會(huì)“發(fā)電”，能像充電寶一樣給手表或手機(jī)充電。這是因?yàn)槔媚Σ疗痣娦?yīng)，在玄武巖纖維中，科學(xué)家添加了一種聚酰亞胺纖維，當(dāng)兩種不同的纖維發(fā)生摩擦接觸時(shí)，就可以將人體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能。

除了會(huì)“發(fā)電”，科學(xué)家還開發(fā)了一種可穿戴極端溫度報(bào)警系統(tǒng)，這讓摩擦電玄武巖紡織品在火災(zāi)中，不僅能“毫發(fā)無傷”，穿戴者通過拍打它，甚至可以向救援人員發(fā)送求救信號(hào)。

經(jīng)過一系列實(shí)驗(yàn)證明，這種新型紡織品可以在極端高溫（520℃）或極端低溫（-196℃）環(huán)境中發(fā)電，未來有望應(yīng)用在高低緯度、高海拔、沙漠，甚至于太空等極端環(huán)境中。

不“聽話”的石頭

普通人在低電量通話中，他們的衣服能為手機(jī)充電；消防隊(duì)員在火海中沖鋒，他們的衣服能夠隔熱、耐高溫；宇航員們?cè)谔斟塾?，他們的衣服能阻擋輻射。但把?jiān)硬的石頭變成衣服，且是功能性的衣服，并非易事。

玄武巖是一種不那么“聽話”的石頭，它屬于天然產(chǎn)物，化學(xué)成分波動(dòng)性較大，因此，在制備中玄武巖纖維的性能本身就不穩(wěn)定。其次，從玄武巖礦石到玄武巖纖維需要經(jīng)過熔融和拉絲兩個(gè)過程。在玄武巖熔融過程中，礦石中的多種礦物逐步融化，一旦有未完全融化的晶相存在，便很容易形成二次結(jié)晶的晶核；在玄武巖拉絲過程中，玄武巖熔融體也有不同程度的析晶傾向。這種析晶是需要盡量避免的，否則將影響纖維的特性和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

熔融和拉絲兩個(gè)過程，都對(duì)溫度的要求非?？量獭Ｏ劝汛髩K的玄武巖放置在高溫1500℃下熔融2至4小時(shí)，碎成均勻的小顆粒，再把小顆粒置于紡絲設(shè)備中，在1350℃下拉制成玄武巖單絲。在熔融階段，溫度太低，玄武巖可能沒有完全熔化，還有小顆粒摻雜在里面，很容易出現(xiàn)氣泡、結(jié)石，形成新的顆粒；在拉絲階段，熔融溫度太高，玄武巖熔體的粘度下降，降低拉絲效率及纖維強(qiáng)度。

玄武巖

除了溫度，拉絲的速度也會(huì)影響玄武巖纖維的質(zhì)量。剛出的絲就像嬰兒，出生時(shí)很脆弱，需要小心呵護(hù)。如果用力過大，一下就會(huì)把絲拉斷；等嬰兒長(zhǎng)大，就需要加快速度，給它一個(gè)牽伸的力，促使它成長(zhǎng)。

為了提高玄武巖纖維品質(zhì)，科學(xué)家對(duì)熔融、拉絲溫度和技術(shù)進(jìn)行了大量攻關(guān)研究，雖然我國(guó)對(duì)玄武巖纖維的研究起步較晚，但經(jīng)過不斷的艱難探索，科研人員攻克了不少制造技術(shù)的難關(guān)，使中國(guó)成為目前全世界少數(shù)幾個(gè)掌握了玄武巖纖維生產(chǎn)技術(shù)的國(guó)家。

將石頭變成纖維不易，讓玄武巖紡織品真正可穿，也是世界性難題。石頭纖維的手感會(huì)硬一些，有一些刺癢感，用作工業(yè)設(shè)備的防火隔熱沒有問題，但作為服裝必須通過舒適性和親膚性的處理。

玄武巖纖維斜紋布

如何讓玄武巖紡織品變?nèi)彳?？科學(xué)家提出在每一束玄武巖纖維外包上舒適性纖維做成復(fù)合紗線的想法，目前已成功應(yīng)用于消防服面料中。主流的消防服面料芳綸，它的耐熱極限為300℃，而玄武巖紡織品的耐熱極限可達(dá)到1000℃，可在600℃下長(zhǎng)期使用，耐曲折次數(shù)超過1萬次，且單價(jià)僅為芳綸的1/3。

除做成復(fù)合紗線，也有科學(xué)家設(shè)想在玄武巖纖維成型后，通過涂油器在纖維表面涂覆一層浸潤(rùn)劑，進(jìn)而增強(qiáng)纖維的柔軟度。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)今的紡織品已不再局限于滿足傳統(tǒng)需求，玄武巖紡織品亦如此。摩擦電玄武巖紡織品就是將紡織品變成可穿戴設(shè)備的一個(gè)初步嘗試。雖然目前它的發(fā)電效率還較低，只能用于手表或手機(jī)的應(yīng)急充電；雖然可穿戴極端溫度報(bào)警系統(tǒng)的信號(hào)傳遞也都是有線的，為提升紡織品器件的信號(hào)穩(wěn)定性與人體舒適性，仍須向無線改進(jìn)；但摩擦電玄武巖紡織品向前邁出的一步，無疑讓大家對(duì)讓新型紡織品衣物實(shí)現(xiàn)更多功能的探索多了一份期待。