绿色微流纺丝技术，实现了纤维制备从“高温高压”向“温和可控”的范式转变。

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目前，制备微纤维的传统方法主要有静电纺丝法、湿法纺丝法、干法纺丝法和熔融纺丝法。上述方法发展成熟且应用广泛，但仍存在诸多难点，如操作复杂、结构难控和通用性差等。微流控技术为制备纤维提供了新方法，通过设计微流控装置的结构，可以精准操控微流体，制备实心、中空、带状、纺锤状和螺旋状等异形结构的微纤维，且溶剂用量少或绿色化与行业绿色低碳发展方向相契合。

瑞士联邦材料科学与技术研究所的王吴超等人（Chemical Engineering Journal, 2024, 481: 148417）报道了一种PLA纤维制备的绿色策略，使用生物源绿色溶剂CyreneTM作为溶剂，结合微流体技术提供的精确和温和的纺丝条件，通过在聚乳酸/CyreneTM纺丝原液周围原位形成水凝胶壳，稳定了核心流并促进了PLA纤维的固化，实现了室温下制备负载蛋白质的高孔隙率PLA微纤维。这种水凝胶辅助微流体湿法纺丝（HA-MWS）策略不依赖于石油基化学品，实现了可控的PLA纤维制备，拓宽了PLA纤维在生物医学领域的应用前景。

安徽农大叶冬冬团队（https://doi.org/10.1002/adfm.202414365）利用不对称流场调节藻类纤维素纳米纤维的组装过程，制备了表面扭曲、内部排列的藻类纤维（加捻纤维）。与对称工艺的排列纤维不同，非对称流动介导的加捻纤维表现出明显减小的直径（33.6-20.4 µm），增加的堆积密度（0.87-1.47 gcm−3），优越的断裂应力（249.4-468.5 MPa），以及增强的Herman取向参数（从0.77到0.89）。重要的是，在50倍盐度梯度下，加捻纤维的能量收集高达12.87 Wm−2，可作为自供电尿液监测仪，有效区分婴儿排尿和运动行为。该研究为自供电的生物质纳米流体健康传感系统提供了一种新的设计理念。

海南大学王东教授团队（https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj5407）提出了一种水凝胶辅助微流体纺丝（HAMS）方法，该方法通过将预聚物封装在任意长度、具有保护性和可牺牲性的水凝胶纤维中。通过设计简单的装置并控制油/水流的流体和界面自适应性，成功生产出具有广泛可控直径（0.04至3.70毫米）、显著长度、高质量（例如，表面光滑、全长均匀性和圆形截面）和显著拉伸性（高达1300%）的纤维，无论其可纺性如何。该方法的独特之处在于，轻松、有效且可控地重塑生产具有卓越拉伸性和机械柔顺性的螺旋纤维，深入揭示了这些纤维的生产机制，并展示了它们作为纺织组件、光电器件和执行器的潜力。HAMS 方法将成为批量生产高质量可拉伸纤维的有力工具。

MARS策略，以分子级组装实现纤维表面的“滴水不沾”与“坚不可摧”。

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开发耐用的防水纺织品对于户外、防护和工业应用至关重要。然而，在机械应力下实现持久防水性仍然是一项重大挑战。传统方法通常依赖于纳米颗粒组装或基于全氟烷基物质（PFAS）的整理剂，这些材料在受到磨损或恶劣条件时容易脱落或降解。超疏水织物旨在排斥水、抵抗污渍，并在苛刻应用中保持轻质和透气性。将氟化化合物、纳米颗粒涂层或硅酮纳米丝涂层以及基于硅烷的互穿网络沉积在各种纺织品上可以实现超疏水性，初期提供有效防水。但这些处理缺乏长期耐久性，因为颗粒之间的弱粘附性使其容易受到磨损和织物变形的影响。此外，纳米颗粒层会封闭织物的间隙孔隙，增加重量、降低透气性，并影响织物的手感和悬垂性，限制其适用于轻质、耐用的户外服装。环境和健康问题进一步加剧了人们对氟化整理剂的依赖。由于全氟烷基物质的环境持久性、潜在毒性和相关健康风险，监管限制日益严格，促使纺织工业寻求可持续、无氟且具有相当耐久性的替代品。仿生设计提供了前进路径，荷叶、槐叶、昆虫翅膀、企鹅羽毛以及土壤栖息跳虫的表皮在自然界中表现出无氟超疏水性，为设计提供了灵感。

研究人员开发了一种分子组装坚固超疏水壳层（MARS）技术，通过一步法在单根纱线纤维上直接构建有序、共价键合、无氟的二氧化硅壳层。MARS消除了对离散纳米颗粒或氟化化学品的需求，并与多种天然和合成纤维兼容。这种纤维级处理即使在纤维被编织或针织成成品纺织品后仍能保持超疏水性，同时保留透气性和机械弹性。MARS利用低成本原材料四氯化硅（TCS）和十八烷基三氯硅烷（OTS），通过连续涂层工艺，在潮湿空气中快速反应形成共价接枝的二氧化硅网络。TCS优先水解缩合形成无定形SiO₂网络，与纤维表面的羟基共价接枝；OTS在新形成的二氧化硅表面反应，锚定C18烷基链，显著降低表面能。所得结构在纱线表面形成蘑菇状二氧化硅聚集体和紧密粘附的二氧化硅壳层，呈现分层涂层结构。经MARS处理的纱线可进一步加工成机织和针织纺织品，甚至用于在未处理织物上刺绣超疏水图案。MARS改性织物表现出高表观水接触角（机织154.7°、针织156.1°）和超低滑动角（机织1.8°、针织3.0°）。在连续水冲击喷雾测试中，MARS改性织物可承受超过25升水喷洒才出现润湿，超出标准250毫升/脉冲基准100倍，达到最高AATCC喷雾等级100。在模拟暴雨测试中，织物可抵抗12小时连续雨滴冲击，单点承受超过10⁴次冲击。本研究提出的MARS技术通过分子组装在纤维表面构建共价键合的无氟超疏水壳层，解决了传统超疏水涂层耐久性差、依赖氟化化学品的关键挑战，为下一代防水织物提供了兼具可持续性和高性能的解决方案。MARS技术通过四氯化硅和十八烷基三氯硅烷的一步法反应，在纤维表面形成具有蘑菇状微观结构和纳米级粗糙度的二氧化硅壳层，该壳层与纤维共价键合，表现出卓越的机械耐久性。在Martindale磨损测试中，MARS处理织物在9千帕压力下经受80,000次磨损循环后仍保持超疏水性；在Taber测试中，250克负载下20,000次循环后接触角仅下降约8.8°；在落砂冲击测试中，可承受100次循环共320千克石英砂冲击；在模拟跑步背包肩带摩擦测试中，超过600,000次摩擦循环后无显著超疏水性损失；在15,000步跑步机行走测试中，每步施加约51.3千帕压力，接触角仅下降约1.7°。此外，MARS织物在85°C热水滴冲击、100°C蒸汽暴露、沸水与液氮（-196°C）交替循环等极端条件下均保持超疏水性。该处理工艺成本低廉（每平方米织物约0.27美元，溶剂回收后可降至约0.12美元），且不影响织物手感、透气性和颜色。MARS技术为户外、防护、医疗和工业应用中的高性能防水织物开发提供了实用、可规模化的途径。

 Lyocell纤维的阻燃,是先进材料领域的革新技术与重要突破。

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塑料，以其轻便、耐用和经济的特点，已成为现代生活不可或缺的一部分。然而，塑料废弃物的处理问题日益严峻，据统计，72%的塑料废物最终被填埋或遗弃在自然环境中，造成严重的“白色污染”。传统的塑料降解方法，无论是物理还是化学途径，都面临着降解不完全或稳定性问题。在可持续材料的发展中，如何让聚合物“可控降解”始终是难题。传统策略通常依靠在主链中引入易断裂键，例如酯、缩醛、酐、酰亚胺、硅醚等，但这些键要么过于稳定、需在苛刻条件下才能断裂，要么反应速率难以调控，始终存在“稳定性和易降解性不可兼得”的矛盾。更重要的是，已有可裂解键的种类有限，导致材料降解速率难以跨越数量级地精准调节。相比之下，自然界早已发展出更巧妙的“自降解机制”——如RNA的自裂解、蛋白质的自切割反应，它们并不依赖外界强刺激，而是通过精准的构象预组织，让邻近基团自动摆好“出手”姿势，从而在温和条件下实现高效断裂。这类生物策略启发了研究者：如果能像生物大分子一样，让合成聚合物中的关键化学基团自动排列到“最有利反应”的构象，也许就能突破当前合成材料降解效率的天花板。

罗格斯大学顾宇炜教授课题组提出一种全新的“构象预组织邻近基团”（CPNG）策略，通过让参与断裂反应的羟基与可裂解的磷酸三酯键在空间上精准对齐，从根本上调控聚合物自降解速率。作者设计了不同的五元环和刚性骨架，使邻近的羟基自然处于有利于进攻磷中心的构象，从而显著提升断裂速率，无需改变化学键本身，也不牺牲材料性能。研究发现，该策略可使线型聚合物与体块热固网络在室温下快速自分解，速率可跨越数百到上万倍；甚至远端的羟基也能通过金属诱导折叠被“拉近”到反应位点，实现可逆的“开关式降解”。

千海博士团队（Chin. J. Chem. 2025, 43, 349-354）总结了机械门控降解领域的重要研究进展。例如，通过环丁烷保护基团的“解锁”技术，科学家成功开发了在酸碱条件下可降解的含酯基、缩酮和烯醇醚基团等新型高分子材料。基于这一方法，部分研究团队将机械门控技术扩展到商业聚合物领域，采用共聚方法引入力敏基团，成功实现了传统塑料的可控降解。除此之外，机械门控策略还可以实现温和条件下的降解，甚至是无需额外化学物质的自降解，减少了能源消耗和环境影响，提升了降解过程的环保性和简便性。机械门控策略为控制聚合物的降解性提供了巨大潜力，它结合了机械和化学降解方法的优势，为平衡商业聚合物的稳定性和环境可降解性提供了可行的解决方案。

冷纺策略，以“降温”实现性能“升温”，引领高性能纤维绿色制造新方向。

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作为最早实现产业化的高性能纤维之一，高强度耐高温芳纶纤维在国民经济与重要装备领域应用广泛，进一步提升其力学性能具有重要价值。然而，目前的力学增强方法仍以聚合物浆料的化学改性为主，如原位聚合引入纳米填料、增大聚合物分子量、高分子链间引入交联等，给纤维制备带来更大复杂性与加工挑战。

浙江大学高超教授团队在Advanced Fiber Materials上发表了题为“Cool Spinning Strategy for High-Performance Thick Aramid Fibers”的研究成果。该工作首创“冷纺”策略，同步提升多种芳纶及其复合纤维的力学性能：通过降低凝固浴温度，强化初生纤维中高分子链与溶剂分子的溶剂化作用，显著提高链段滑移能力，使拉伸倍率由200%跃升至380%，进而优化纤维内部高分子链取向与晶体结构。与常温纺丝相比，“冷纺”粗直径杂环芳纶的拉伸强度、杨氏模量和韧性分别提高112%、123%和118%。将该策略延伸至大直径杂环芳纶/氧化石墨烯复合体系，成功制备直径为36 μm的粗纤维，其拉伸强度、杨氏模量和韧性分别提升至6.28 GPa、119.62 GPa和172.7 MJ/m3。进一步用于间位芳纶，纤维拉伸强度达到1.35 GPa。这一简便通用的“冷纺”路线为高性能纤维的规模化制备开辟了新路径。