32、声学与加工：自然纤维材料与复合加工技术的探索

声学与加工：自然纤维材料与复合加工技术的探索

1. 自然纤维材料的概述

自然纤维材料在人类历史中有着悠久的应用历史。自公元前8000年起，人们就已经知晓自然纤维可作为织物材料。亚麻或许是人类最早使用的纤维，而丝绸作为天然蛋白质纤维，其养殖起源于中国古代一位皇后对蚕的观察与研究。在公元前5000 - 3300年，苎麻被用于埃及的木乃伊裹布。大约公元前4000年，亚麻布和大麻织物在欧洲出现，大麻纤维的使用甚至可追溯到石器时代。7000多年前，墨西哥的洞穴中就发现了棉花纤维。在很长一段时间里，草和稻草被用作泥砖的增强纤维。直到1885年第一种人造纤维商业化生产之前，纺织业完全依赖于植物和动物来源的天然纤维。

动物纤维包括丝绸以及马、牛、兔、山羊和骆驼等动物的毛发，这些动物纤维因其舒适和柔软的独特特性，主要用于制造奢侈品和高价值产品，但在全球纤维生产中的市场份额不到0.1%。

自然纤维是光合作用产生的纤维状植物材料。根据用途，生产自然纤维的植物可分为两类：主要为获取纤维而种植的初级植物，如棉花、大麻、黄麻、剑麻和洋麻；纤维作为某些主要用途副产品的次级植物，如椰壳纤维、甘蔗渣、稻草、菠萝、谷物秸秆、油棕等。自然纤维还包括毛发、羽毛、羊毛、丝绸纤维以及石棉和玻璃等矿物纤维。其提取方法有机械、生物和化学三种。基于植物学类型，自然纤维可分为韧皮纤维、叶纤维、草或芦苇纤维等，也可根据有机或无机、硬或软、长或短、纤维素含量、强度、颜色和来源（初级或次级）等进行分类，还可根据其应用，如造纸、纺织、复合材料等进行分类。

自然纤维在多个行业有广泛应用：
- 农业 ：在温室栽培中，由天然纤维制成的农用纺织品，如大麻或亚麻纤维束，可替代塑料覆