试论纺织服装领域纳米技术的应用与安全性

卓贤德

摘 要：纳米技术在生活中的应用十分广泛，常见的行业有医疗与美容。而在食品、建筑、军事、环保以及纺织等行业也具有广阔的应用前景，本文就纺织服装领域纳米技术的应用与安全性作简要的阐述。

关键词：纺织服装领域；纳米技术；应用与安全性

中图分类号：TB114 文献标识码：A

纳米技术应用于纺织行业主要是利用物理方面独特的特性，通过加工处理对原有纤维物的性能做改变与调整，并使其产生新的功效。改变的内容包括了外观，使用时的舒适度，自身对于污物的清理、医疗保健功能等。

一、纺织品服装创新开发中纳米技术的作用

（一）纤维素的功能性处理

将棉纤维自身所具有的空隙看作是纳米的反应器，通过合适的溶剂使空隙得到充分膨化。之后在受限空间内进行反应。在空隙内植入金属微粒。采用的是类似于纳米微粒生产的方法。比如将银粒子在纤维上还原，以金属银的纳米颗粒形式存在，沉淀在纤维空间内。之后将其固定在空间内部，该过程利用的是纤维遇碱产生的不可逆膨胀特性。制成的功能性纤维有抗菌，防臭等功能。

（二）着色因子植入

某些合成纤维存在染色困难现象，会影响到某些服装面料使用，如聚丙烯。某些纤维在着色过程中则必须要用到载体，会对环境造成污染，工艺在发展过程中必然面临着淘汰。但是纳米技术则可以解决这个问题。在纤维合成过程中添加纳米材料，添加材料可以与纤维发生一定反应。通过增加纤维的染色位置来对其染色性能改变。

（三）抗菌，防臭纤维的制造

纳米材料的特征在于占有较大比例的原子所处在环境都存在缺陷性。表面原子周围缺少原子，颗粒出现了大量的剩余悬键，从而具有了不饱和性质。该性质则决定了纳米材料的特殊性质。实验已经证明，纳米级别的ZnO粉体表面存在一定的锌氧比。微晶表面存在空穴或者是缺陷。微粒在表面由于氧缺陷生成锌离子。由于氧负离子空位形成的电穴可以将空气中的氧激活变为活性氧。该物质的化学活性极强，可以与多种有机物进行化学反应，从而杀死细菌与病毒。将纳米级别的ZnO粉掺入聚酯纤维之中，制造的合成纤维有杀菌，杀毒的作用，同时也能够屏蔽紫外线。该种面料可以应用于手术服等医务工作人员服装，也可以作为内衣，外装等用料。

（四）纤维综合力学性能的提升

综合力学性能的提升主要是利用了纳米复合技术。比如利用原位插层聚合法。该方法完全区别于传统方法，利用该方法将单体渗入黏土片层活性中心反应器中，进行原位聚合。反应器是纳米级的，而原位聚合是定量的。从而实现纳米相自组装排列与分散，从而实现纳米级别水平材料设计。

（五）自清洁纳米材料应用于纺织材料

在紫外线的作用下，氧化钛以纳米微粒在形式存在，会产生氧化反应。在阳光作用下可以将微粒表面的污物进行分解。自清洁材料正是利用了该效应。将氧化钛微粒涂于材料上可以形成特殊的界面。而材料表面呈现出的双疏性则会强于一般情况。由此研发新的界面材料。其基本原理在于将纳米级别的几何形状界面结构建立在特定的表面上。从宏观上来看相当于材料的表面有一层气体薄膜、油、水等污物无法直接与材料接触。将其应用于汽车行业，在下雨时就不需要刮水器。应用于眼镜行业，就不会因为温度变化镜片形成水膜。经过该技术处理的纺织面料在拒水与拒油方面表现出的性能卓越。而纤维自身的某些性能如强度，亲和力不会产生影响。同时也能增加特殊的效果，如杀菌。

（六）碳纳米纤维管

碳纳米管在力学性能方面表现良好，实验与理论都已经证明，纳米管的剪切与杨氏模量和金刚石是相当的。与钢相比，强度大而密度小。在柔性、延伸率、弯曲性、弹性、耐高温、不燃等方面都表面出了良好的性能。

（七）纳米光敏微米应用于纺织面料

纳米光敏对于可见光较为敏感，依据其波长的不同及对可见光的敏感程度可以对自身色彩进行调节，从而与周围环境更好的融合在一起，形成保护色。将该种性能用于纺织，服装就有了隐形功能。

二、纳米技术与纺织材料的结合方式

（一）涂布法

该方法是将含有纳米粒子的材料与织物表面相结合，从而形成纳米织物。如将面料的表层涂上与纳米粒子混合的高分子薄膜。当纳米薄膜与其他的面料复合时，会产生细微的凹凸。在水存在的情况下，细微的凹凸会使其他物质及灰尘离开涂层的表面，从而将其洁净。利用此种面料制作的服装，在清洗的时候无需要进行搓洗，只需要适量的喷水并进行擦拭，衣服就会恢复洁净。

（二）混裹法

该方法是将含纳米粒子材料或者是纳米粒子与其他的纤维进行混合，形成纳米纤维。如将其应用于消防服，可以有效地减轻消防服的重量并且能够有效地抑制烈火灼烧。通过分散粒子将碳系粒子均匀地分布于碳系纤维之中，其升热扩散功能会有效的提升，由于具备了更好的热传导效率，面料的耐热与隔热性能都能够有效提升。而自身重量也会相应减轻，衣物舒适性也会大幅增加。

（三）包覆法

此方法是将纳米粒子植入纤维中，或者将纤维的外部用含有纳米粒子物质进行包覆，从而形成具有纳米特性的纺织材料。科学家研究已经证实了可以利用人体活动提供从能量，以作为纳米发电机的能量来源。通过纳米技术将能量进行转换，就可以产生电流。

三、纳米纺织品服装的安全性问题分析

技术是一把双刃剑，纳米技术与纳米材料的应用给人们生活带来便利的同时，也会带来某些安全方面的问题。而最主要的是对人体健康造成的危害。工业与商业化过程中使用到的纳米颗粒有一定的毒性，使用该材料制造的产品在对环境造成影响的同时，更重要的是对人体健康造成了危害。比如碳纳米管会导致胃癌与肺癌。纳米银则会将人体过敏的概率大幅度提升。

纳米之所以有巨大的优势就在于其具有较小的体积，但是从另一方面而言，对人体危害最大的也正是这一特性。细小的纳米粒子通过呼吸作用进入人的身体，也可以由人体皮肤进入，到达内部器官。研究发现，当颗粒直径在100纳米时，穿透肺部防线的时间不到一分钟。出现在其他的器官的时间不会超过一个小时。在时间的作用下，人体内颗粒会过度积累，影响到身体健康甚至是威胁到生命。如肺部炎症，DNA损伤，内脏组织病变，胎儿发育异常等。与蛋白质、细菌等相互作用则可能会带来一些新的疾病。比如在医学界已经有了纳米病理学学科。

鉴于纳米技术存在的问题较多，因此在某些领域使用时要慎重。比如在某些年龄段，衣物在生产过程中要对含有纳米粒子的材料进行处理，降低纳米粒子进入到人体的概率。或者是使用更先进的方法所生产的材料。除了从年龄方面来考虑以外，还要从与人体接触面积方面来考虑。某些物品与人体的接触面积较大，关系也比较密切，这一类主要是贴身衣物，如内衣，浴衣，睡衣，还有床单，毛巾，浴巾等。此类物品要通过一定的技术手段将其对人体有害的部分進行规避。在生产上则可能地减少成品材料中含有的对人体的有害物质，从源头上保证产品的安全。

技术可以为人们带来便利，关键就在于如何利用。对于行业而言，就应该有行业规范，纳米技术应用于纺织行业，相应地也应该有规范为人体健康提供保证。除过行业标准，政府要从宏观角度来把握，制定严格的质量标准，同时为了确保标准在实施过程中的有效性，可以将其上升到法律法规层面，形成一种强制性约束。管理工作人员在工作过程中要严格依据相应标准及规定行事，加强对企业的监督，从多个方面来保证产品质量及安全。

结语

技术推动了社会的发展，给人们的生活带来了便利，但是在技术应用过程中也会存在不好的一面，不应该被忽视。纳米技术应用于纺织行业的前提是，技术不会对人体健康带来影响。要实现这个目标就要从多个方面入手，从管理、制度、标准、法律等多方面形成合力，从而让技术真正地为人类服务。

参考文献

[1]冯宪.纺织服装领域纳米技术应用及安全性分析[J].浙江纺织服装职业技术学院学报，2012（1）：1-3.

[2]陈锐.静电纺丝制备复合纳米纤维材料[D].浙江理工大学，2011（3）：82.