01 天然纤维：大自然的化学杰作

棉花的主要成分是纤维素，一种由葡萄糖单元通过β-1,4糖苷键连接而成的天然高分子。这种结构赋予了棉纤维良好的吸湿性和透气性，但也容易缩水和起皱。棉纤维表面有天然的扭曲，这帮助纱线保持强度。

羊毛则完全是另一种化学故事。作为蛋白质纤维，羊毛的主要成分是角蛋白，其分子间有大量的二硫键交联。这使羊毛具有独特的弹性和回弹性，但也是羊毛忌高温和强碱的原因——这些条件会破坏二硫键。

丝纤维由丝素蛋白和丝胶蛋白组成。蚕吐丝时，丝素蛋白分子从液态向固态转变，形成β-折叠片层结构，这赋予丝绸特有的光泽和柔滑触感。有趣的是，丝绸的强度堪比同等粗细的钢丝。

02 合成纤维：化学实验室的创造

尼龙是世界上*种完全合成的纤维，于1935年由杜邦公司华莱士·卡罗瑟斯发明。尼龙是通过己二酸和己二胺的缩聚反应制成的聚酰胺，其分子链中的酰胺键提供了强度和柔韧性的平衡。

聚酯纤维（如涤纶）由对苯二甲酸和乙二醇聚合而成。聚酯分子排列规整，结晶度高，这赋予了它优异的抗皱性和保形性，但亲水性较差。现代改性技术通过在分子链中引入亲水基团，改善了涤纶的舒适性。

氨纶的卓越弹性源于其独特的“软硬段”分子结构。聚氨酯链中的硬段提供强度，软段则赋予弹性。氨纶可拉伸至原长的5-8倍并能完全恢复，这使它成为紧身服装的理想材料。

03 功能整理：赋予织物超能力

防水与透气曾被视为矛盾的需求，直到高分子薄膜技术的出现。聚四氟乙烯（PTFE）微孔薄膜如Gore-Tex，其孔隙比水珠小但比水分子大，实现了阻雨透湿的奇迹。现代技术更发展出无孔亲水薄膜，通过分子间作用力传递水蒸气。

抗紫外线的秘密在于紫外线吸收剂和反射剂。某些有机化合物如苯并三唑类，能吸收紫外线并将其转化为无害热能；而无机纳米粒子如氧化锌、二氧化钛，则通过反射和散射紫外线来保护皮肤。

抗菌整理则采用多种化学策略：银离子通过与细菌蛋白质的巯基结合使其失活；季铵盐类破坏细胞膜；光催化剂如纳米二氧化钛在光照下产生活性氧，分解微生物。不同技术各有优劣，银离子效果持久但成本高，季铵盐安全但耐洗性较差。

04 染色化学：色彩如何锁定在纤维上

染料与纤维的结合方式多种多样。直接染料通过分子间力与纤维素结合，操作简单但牢度一般；活性染料则与纤维形成共价键结合，耐洗性大大提高；酸性染料通过离子键与蛋白质纤维中的氨基结合。

颜料着色是完全不同的原理。颜料不溶解于水，而是通过粘合剂（树脂）机械地固着在纤维表面。数码印花常采用此技术，可实现复杂图案，但手感稍硬。

传统的靛蓝牛仔染色是个有趣的过程。靛蓝本身不溶于水，还原后变成可溶的隐色体浸入纤维，氧化后重新变为不溶性靛蓝锁在纤维内部，这就是为什么牛仔服越穿越有层次感。

05 清洁科学：不同污渍的不同对策

蛋白质类污渍（血、奶、蛋）宜用冷水加酶洗涤剂处理，因为热水会使蛋白质变性凝固，更难去除。蛋白酶能分解蛋白质为可溶性小肽，但温度过高（一般超过60℃）会使酶失活。

油脂类污渍需要表面活性剂和有机溶剂的协同作用。表面活性剂将油污乳化分散；干洗剂如四氯乙烯则直接溶解油脂。对于顽固油渍，预处理时使用含有有机溶剂的去渍剂效果更佳。

色素类污渍（咖啡、红酒、果汁）的去除原理是化学漂白或还原。含氧漂白剂如过碳酸钠，通过氧化破坏色素分子结构；而草酸等还原剂则能将某些金属离子络合，去除铁锈类污渍。

06 未来织物：化学驱动的智能穿戴

相变材料能通过物态变化调节温度。当环境温度升高时，材料从固态变为液态吸收热量；温度降低时则反向释放热量。这种微胶囊化的相变材料可植入纤维，制造出自调节温度的智能服装。

形状记忆材料在特定刺激（如温度、湿度）下能“记住”并恢复预设形状。记忆聚氨酯在体温作用下恢复平整状态，使服装抗皱免烫；某些聚合物在出汗时改变孔径，自动增强透气性。

导电纤维的制造有多种途径：在纺丝液中添加碳纳米管或金属纳米线；纤维表面金属化处理；使用本征导电高分子如聚苯胺。这些纤维可用于柔性传感器、加热织物或数据传递，是智能服装的核心组件。

⚠️ 重要安全提示： 本文旨在科普化学原理。请勿在家尝试！

⚠️非专业建议：本文内容不构成任何化学、医疗或健康建议。如您有任何相关问题，请咨询相关领域的专业人士。