化学，为了更美的生活

材料与工程学院院长）：尼龙的问世，很大程度上代替了唯一的天然长丝——蚕丝。天然纤维有棉、毛、丝、麻，但毛或棉，都是很短的纤维，必须通过纺纱做成长线，然后才能织成布。只有丝，才是天然的真正长丝。尼龙的出现，开创了合成纤维时代。

尼龙使纺织品的面貌焕然一新。之前，人类服装的面料完全依赖于天然纤维。而诞生于实验室的尼龙第一次证明，除了自然界的棉麻丝毛之外，还可以用石油、煤、空气和水等化工原料合成纺织品，并把它们穿在身上。

合成化学彻底改变了人们的生活方式。20世纪初，人类已经制造出药品、合成橡胶、合成纤维和塑料等。直到现在，化学仍在不断创造着新的物质。

如果在扫描电镜下观察纤维横截面，会看到一个异常美丽的微观世界。与天然纤维相比，化学合成的纤维可以通过技术手段，改变其内在的物理化学结构，既能生产出更加丰富的品种，也可实现天然纤维所无法实现的特性。

实验测试三种不同的纤维在燃烧状态下的阻燃性能。尽管颜色看上去差不多，但它们的表现却大不相同。

首先是天然纤维。A组棉布的主要成分是纤维素，它含有碳、氢、氧等元素，所以是可燃物质。即使火焰熄灭后，依然缓慢燃烧了58秒。

和天然纤维相比，B组布料在接触火焰的一瞬间就迅速燃烧起来，透过玻璃视窗，甚至还可以看到熔化滴落的灰烬。不到一分钟，它被烧得一丝不剩。实验人员马上打开通风扇，这种在燃烧时产生特殊气味的化学纤维，正是涤纶。

涤纶织物耐洗耐穿，又不易起皱，但火星和烟灰却是它的克星。不过，化学家仍有办法提高它的阻燃性能。

图7 化学键图示

图8 钻石与石墨化学键比较

图9-1，9-2，9-3 碳原子与其它原子能以各种方式连接

图9-1

图9-2

图9-3

赵国樑：涤纶是一个大分子，分子大了以后，是很柔软的，就像一根可以甩动的锁链。

简单来说，高分子聚合物就是长链的分子。生活中常见的橡胶轮胎、塑料等等，都是高聚物。

赵国樑：在长锁链中间，加入一些其他的锁链进去，这些锁链具有对火焰的抵抗能力，这时管它叫共聚物。

通过改变纤维的高分子结构，设计出符合需求的面料，这是得到新型纤维品种的途径之一。

C组布料自身不怕火。

赵国樑：这个纤维耐高温，它在一般环境含氧量的情况下，用明火点燃都不能燃烧起来。这种材料是高分子本身不经过任何后处理，就有很好的阻燃性质。

不怕火的芳纶，是采用新的化合物聚合成新型合成纤维的代表。后将这种耐磨耐高温的纺织品用在消防衣、防弹衣上。

如今，化学纤维的品种早已超过任何其他纤维。无论是要求严苛的宇航服、抗菌服，还是具有特殊功能的智能服装，甚至连哈利·波特的隐身斗篷，都已经从科幻小说中走进了现实生活。人类按照意愿创造出自然界原本没有的新材料，这些神奇的材料每天都在改变着世界。

王柏华：这一百年来的世界是化学的世界，所有的材料都是从基础化学，就是有机化学合成这里开始的。

环顾周围的世界，男女老少的穿着打扮、建筑装饰，都已经离不开化学。科学家在每一个细节上不断努力，使纺织品在某些方面获得了不可思议的魔力。

如果你是一名户外运动爱好者，一定会更加留意服装的防水透湿性能。还记得那块不怕火的布吗？同样是一块芳纶，在给它添加特定的化学整理剂后，能够变得像荷叶一样，不留水痕。除此之外，化学整理剂还可以赋予纺织品更多的性能。

廖青（北京服装学院 副院长）：北方冬季干燥，合成纤维回潮率比较低，衣服易起静电。抗静电的整理剂，能帮各种纤维布料消除静电，使衣服穿起来更舒适。

从五颜六色的染料到性能各异的纤维，化学的影响力已经渗透到服装领域的方方面面。与此同时，一个令人担心的问题出现了。这些化学品在使人们穿得更加舒适、更加方便的同时，是否安全呢？

廖青：大家都希望衣服漂亮，色彩鲜艳，所以产生了很多合成染料。这些染料在还原条件下，有可能分解成芳香胺，芳香胺现已被证实有24类会带来致癌危险性，凡是能释放出这24类芳香胺的染料已被禁用。

图10 烧杯中液体像鸡尾酒

图11 两种化学品成键地连接

图12 化学的发展为我们展示美好未来

2003年底，我国出台了纺织产品基本安全规范，并详细规定了甲醛、色牢度、PH值等五大类必检项目的安全标准。

廖青：由于化学工作者的努力，化学及其分析测试技术的进步，使得一些微量的有害化学成分的检测成为可能，这为服装安全筑起了第一道防线。

现代技术是把双刃剑，人类在创造物质、改变世界的同时，也使一些化学物质污染了水、空气和土壤，甚至人们的身体。幸运的是，人们正在吸取教训，并不断采取措施。这对化学学科和化学工业的发展提出了新要求。

白春礼：化学家在考虑，如何使化学产品减少污染，趋利避害，造福人类。绿色化学概念，就是在化学反应过程中，尽可能地减少副产物，产品应是环境友好型，从源头上减少污染。

北大校长周其凤在《化学是你，化学是我》的歌词中写道，“你我要温暖漂亮，化学提供衣装婀娜”。化学不仅满足了人们的物质需要，更与人类文明的发展同行。化学百年来的发明与创造，正展示美好的未来。（图12）

除了穿着化学产品做成的衣服，人们吃的一切也离不开化学。敬请关注下期《拯救饥饿》，看化学是如何养活全球人类的。