從慈母手中線到人造纖維：我們穿的是什麼？

人類是從什麼時候開始穿衣服的？這個問題不僅歷史學家感興趣，也曾引起科學家們的興趣。科學家們從人類體表寄生蟲的演化推測，人類穿衣的歷史已超過十萬年。從最開始可能存在的樹葉遮擋，到獸皮，到棉麻絲綢等天然纖維，到現在應用廣泛的合成纖維，衣服的形式和質料伴隨著人類工業文明的進化而發展變化著。人們對衣服的要求早已不滿足於起初單一的禦寒遮羞功能，而是不斷朝著耐用、舒適、美觀等更高要求和標準發展。

觀察一下我們身上的衣服，你很容易找到一個白色長條形的標籤，就像下面兩張圖：

標籤上可以看到「錦綸」、「聚酯纖維」、「白鴨絨」這樣的名詞，這是製造衣服的各種天然纖維和化學纖維材料。然而，這些材料的稱謂除了能給人以「天然」、「非天然」的粗淺分類，並不能包含更多關於衣服的其他信息。比如為什麼衣服要用不同的材料？這些材料都有哪些原理和功效？

傳統的衣服是怎麼製造出來的

我們最常用的、比較早的天然制衣材料是棉布，棉布由棉紗織成，棉紗由棉花紡成。剛收穫的棉花是雜亂無序的、混有多種雜質的短纖維（長度只有25mm-35mm），這麼短的纖維是無法織布的。棉田裡採摘回來的叫籽棉，軋花去籽後就是原棉。軋花後的棉籽上殘存著短而粗的纖維叫棉短絨（cotton linter），一般只有2-3毫米長，無法直接用來紡織，但由於纖維素含量高，一般用於製造人民幣用紙和炸藥。

原棉送到紡紗廠松解，去掉纖維間不需要的聯繫，清除掉雜質；再將棉纖維集合進行梳理，使之沿軸向排列成需要的粗細程度，形成粗紗；最後回捻成線狀的細紗就可以織布了。總之，紡紗就是使短纖維相互糾結抱緊，形成細細長長的紗線，這一過程是通過紡紗機實現的。

半自動紡紗機

紡好的棉紗按照需要染成各種各樣的顏色，再繞成一個個紗錠送到織布車間。織布機會通過不同的工藝，將紗線織成成各種面料。有些面料可以直接使用，有的還會再加工，比如上漿、印花、塗膜等。由於纖維材質、紡紗工藝、編織工藝的不同，面料有許許多多的種類。面料織好後送到服裝廠，經過設計、裁剪、縫紉，製成市場上銷售的各種用途和款式的服裝。

一切都從纖維開始

最初，人們獲得纖維的途徑極其有限，無外乎絲、麻、木棉、棉花甚至動物毛髮。人類使用棉花的歷史悠長久遠，最早的棉織物可以追溯到公元前幾千年；而棉花傳到中國的時間則相當晚，唐朝時中國還沒有能用來織布的棉花。「開軒面場圃，把酒話桑麻」，那時中國人衣用纖維的主要來源是蠶絲和麻，直到宋朝才大面積種植。

動物的毛髮是稀缺資源，並且由於是蛋白質，也容易蟲蛀和腐爛；一條蠶一生只能結一個繭，能獲得的纖維重量1g都不到；一畝亞麻最多能收穫幾十公斤纖維，一畝棉田即便現在也只能收穫大約200kg籽棉。在溫飽線上掙扎的從前，普通人家添置衣服即使逢年過節，也不一定能有。

人類為滿滿足穿衣的需求，開始了纖維的探索歷程。1891年，英國科學家查理斯·克洛斯（Charles Frederick Cross）和愛德華·比文（Edward John Bevan）以棉纖維為原料，製成了纖維素黃原酸鈉溶液。這種溶液在酸的作用下，能重新析出纖維素，如果用很細的噴頭把纖維素黃原酸鈉溶液噴出的液柱，引入酸的環境，就能獲得纖維細絲。

人造纖維的歷史從此開啟。

纖維素黃原酸鈉溶液的粘度很大，因此被命名為粘膠（Viscose），由它製得的人造纖維被稱為粘膠纖維。這種生產纖維的方法可以將以前難以利用的纖維素，比如碎木屑、稻草、棉短絨等利用起來製成纖維。用粘膠纖維製成的紡織品，手感柔軟舒適，透氣性、吸濕性、可染性都與棉花相似。

1905年，粘膠纖維進入工業化生產階段，開始被大量製造，纖維的來源擴大了。隨後，又出現了另一種與粘膠纖維類似的再生纖維素纖維——銅氨纖維，它的質量更好、檔次更高，用它製成的紡織品具有更良好的觸感，被用於製造高檔面料。人們還把纖維素的醋酸酯也製成纖維，稱作醋酸纖維，除了製造香煙的過濾嘴和撲克牌，還和其他纖維製成混紡面料。

動物的毛髮由蛋白質構成，撫摸起來光滑、柔軟、舒適。羊毛等動物毛髮用於紡織雖有悠久的歷史，但是動物毛髮相對於天然植物纖維來說更加稀少，更難以獲得。於是人們開發出了蛋白質纖維——從牛奶、玉米、大豆中提取蛋白質，溶解於適當的溶劑中，再製成纖維，用它們來模仿動物的毛髮。比如酪素纖維和玉米蛋白纖維都屬於人造蛋白質纖維。

合成纖維技術的誕生

上述各種纖維所使用的生產原料，全都屬於自然界中天然存在的高分子，但人們直接利用這些高分子，通過物理和化學的方法製成纖維，因此把它們統稱為人造纖維。粘膠纖維、銅氨纖維、醋酸纖維、蛋白質纖維都是人造纖維。然而天然存在的高分子受到各種自然條件的限制，產量依然是十分有限的，世界上2.5%的可耕地被用於種植棉花，目前的年產量也只有大約2500萬噸。中國是世界上最大的產棉國，棉花仍然需要大量進口，在中國，「糧棉爭地」已經成為一個重大的社會問題。

自己動手彌補自然界的不足，人為製造更多的高分子纖維——人類對豐衣足食的追求和對科學的探索，促成了一系列合成纖維技術的誕生。

（作者：雯熙她爸）

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