防菌劑,羽絨防霉抗菌劑,涂料抗菌劑,抗菌消臭助劑,消臭劑

1、納米技術(shù)在織物功能性整理中應(yīng)用有關(guān)問(wèn)題的探討楊棟樑全國(guó)染整新技術(shù)應(yīng)用推廣協(xié)作網(wǎng)一、納來(lái)技術(shù)的由來(lái)1-41959年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金獲得者理查德·費(fèi)曼在一次演講中提出："如果人類(lèi)能夠在原子/分子尺度上來(lái)加工材料和制造裝置，我們將有許多激動(dòng)人心的新發(fā)現(xiàn)"。這是關(guān)于納米科技的最早夢(mèng)想。德國(guó)于1984年首先研制出第一種金屬納米材料，美國(guó)在1987年也研制成氧化鐵納米材料，第一屆國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議于199O年在美國(guó)巴爾的摩召開(kāi)，這標(biāo)志著納米科學(xué)的誕生，以及納米科學(xué)正式成為材料科學(xué)的一個(gè)新的分支。以上取得的成就與上世紀(jì)80年代開(kāi)始掃描隧道顯微鏡(STM)和原子力顯微鏡(AFM

2、)的問(wèn)世，能精細(xì)地研究這一尺寸范圍物質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而極大地推動(dòng)了這一領(lǐng)域的研究是休戚相關(guān)的。以致隧道顯微鏡的發(fā)明人Binming和Rohrer也榮獲了1986年諾貝爾物理獎(jiǎng)。世界上主要發(fā)達(dá)國(guó)家公認(rèn)，納米技術(shù)是本世紀(jì)最有發(fā)展前途項(xiàng)目之一，都表示出極大的關(guān)注，并投入了巨資，加快了納米技術(shù)的研究和應(yīng)用步伐。如美國(guó)己有30多所大學(xué)在研究納米技術(shù)?？肆诸D政府時(shí)期設(shè)立了美國(guó)國(guó)家納米技術(shù)計(jì)劃(NNI)，2001年撥款約5億美元。布什政府時(shí)期也大量撥款。他們希望在10年內(nèi)，用納米纖維做的服裝中埋入傳感器和微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行生命信息、色彩變化，戰(zhàn)場(chǎng)隱蔽方面的監(jiān)測(cè)，并具備高度防彈性和穿著舒適性。其它，德、法、英諸國(guó)在20

3、00年在納米技術(shù)也花費(fèi)了約 1.64億美元，2002-2006年歐洲計(jì)劃撥款12億美元。納米技術(shù)在紡織品上應(yīng)用的研發(fā)，似乎有兩個(gè)中心基地，一是美國(guó)的Nano-tex，另一是瑞典的Texnolog Nano。Nano-tex是由美國(guó)著名紡織企業(yè)Burlington公司參與組建的，專(zhuān)門(mén)從事納米紡織品的開(kāi)發(fā)。不久前，已有五大系列高新紡織品投放市場(chǎng)，并在全球建立了Nano-tex商標(biāo)行銷(xiāo)。如：1、Nano-Care是一種耐洗50次的易護(hù)理整理產(chǎn)品(Carefree Finishing)；2、Nano-Pel是耐洗的拒油拒水整理產(chǎn)品；3、Nano-Dry是合成纖維的親水性整理產(chǎn)品；4、Nano-touc

4、h是具有合成纖維和天然纖維兩者優(yōu)點(diǎn)的產(chǎn)品；5、Nano -Press是耐久尺寸穩(wěn)定性的棉織物。1992年，我國(guó)已將納米材料科學(xué)作為重大基礎(chǔ)研究列入國(guó)家攀登計(jì)劃。自2001年以來(lái)，每年召開(kāi)的"功能性紡織品及納米技術(shù)研討會(huì)"，從一個(gè)側(cè)面反映了我國(guó)紡織工業(yè)對(duì)納米技術(shù)的期待?；诩{米材料的量子尺寸效應(yīng)以及其特異的性能，是理想的功能整理劑開(kāi)發(fā)的材料庫(kù)，由它開(kāi)發(fā)的防紫外線、遠(yuǎn)紅外、抗菌防臭等功能整理產(chǎn)品，正在被廣泛地應(yīng)用中；其中某些材料具有半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的光催化性材料，尤為引人關(guān)注。納米材料在功能性整理劑領(lǐng)域中是一個(gè)新成員，通過(guò)摻雜(擔(dān)載)和不同納米材料復(fù)合等加工，不難集多功能于一身，以致

5、納米技術(shù)在當(dāng)今功能性整理中最活躍的部分，這方面的研究成果文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)甚多。本文擬對(duì)納米技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題及其可能存在的潛在性安全問(wèn)題作些簡(jiǎn)要敘述，以引起業(yè)界同人們注意，不妥之處請(qǐng)指正。二、納米材料在功能性整理應(yīng)用中的問(wèn)題5-6應(yīng)用納米材料己制備了多種功能性合成纖維。將具有異特性能的納米材料(顆粒)均勻地施加在天然纖維或常規(guī)合成纖維的紡織品(或纖維)表面，使之產(chǎn)生與施加納米材料同樣性能和一定耐久性的方法，這就是納米技術(shù)在功能整理方面的應(yīng)用。納米功能性合成纖維與納米功能性整理兩者差別，主要是納米材料在纖維或織物上納米材料的均勻分布部位不同。一般講納米功能性合纖中的納米材料是均勻分布的(除皮芯結(jié)

6、構(gòu)外)，而納米功能性整理，則納米材料僅僅附著于纖維表面，也有一些研究人員提出可能有些會(huì)進(jìn)入多孔纖維的微孔中。納米材料用于合成纖維和功能性整理，由于具體加工條件不同遇到的問(wèn)題可能各異；但有些問(wèn)題是共同的，如由于納米顆粒巨大的表面能引起的團(tuán)聚，以及納米微粒本身的親水疏油性能與纖維(基質(zhì))的結(jié)合力很弱的問(wèn)題等等。以下就功能性整理中應(yīng)注意的問(wèn)題作簡(jiǎn)要敘述： l、制備均勻分散的施加液7-18納米顆粒引起團(tuán)聚的原因是多方面的，其機(jī)理尚須進(jìn)一步研究，而以下幾點(diǎn)是大家公認(rèn)的：(1)分子間力，氫鍵、靜電作用等引起微粒聚集；(2)微粒間的量子隧道效應(yīng)，電荷轉(zhuǎn)移和界面原子的相互偶合，使微粒極易通過(guò)界面而發(fā)生相互作用

7、和固相反應(yīng)而團(tuán)聚；(3)由于納米顆粒的比表面積巨大，與空氣或各種介質(zhì)接觸后，極易吸附氣體、介質(zhì)與之作用而失去原來(lái)的表面性能，導(dǎo)致粘連與團(tuán)聚；(4)表面能高，接觸界面較大，使晶粒生長(zhǎng)速度加快，因而微粒尺寸很難保持不變。為了防止團(tuán)聚，在納米微粒制備過(guò)程的體系中己加入防絮凝劑，表面活性劑，螯合劑等增加納米微粒間斥力，阻止發(fā)生團(tuán)聚?？墒?，在使用過(guò)程中，也須進(jìn)行表面修飾，改善其表面結(jié)構(gòu)狀態(tài)，降低微粒間的相互吸引力。作為功能性整理劑用的納米微粒的表面修飾主要有：(1)用無(wú)機(jī)物質(zhì)或有機(jī)物質(zhì)在納米微粒表面形成均勻的包覆膜，不同的包覆劑可得不同表面活性的納米微粒，適應(yīng)不同的用途；(2)化學(xué)包裹法，如硅氧烷偶聯(lián)劑

8、、酞酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸等作表面修飾劑，吸附在微粒表面或與之反應(yīng)，改善納米微粒特性和結(jié)構(gòu)。2、施加方法19-20在織物整理中最常用的施加方式是浸軋(或浸漬)和涂層兩種。最早開(kāi)發(fā)的遠(yuǎn)紅外整理產(chǎn)品就是將微米級(jí)的陶瓷粉用涂層(印花)和浸軋工藝制成的。納米微粒當(dāng)然也可用此法進(jìn)行加工。這種施加方式簡(jiǎn)而易行。但固著納米微粒的粘合劑容易影響織物風(fēng)格，以及耐久性等問(wèn)題。 廈門(mén)華普高科技產(chǎn)業(yè)有限公司曾聲稱(chēng)開(kāi)發(fā)了"植入法"，將納米微粒植入纖維中，并能有效固定，并聲稱(chēng)介決了各種功能性納米顆粒在棉、毛等天然纖維和化學(xué)纖維上分散和固 著難題，這是該公司獨(dú)家專(zhuān)有技術(shù)，堪稱(chēng)是一項(xiàng)獨(dú)特的方式。再次，可將納米

9、顆粒“接技”到(棉)纖維上，其原理是：將對(duì)納米顆粒有很強(qiáng)配位能力的有機(jī)化合物接技在棉纖維上，制成簡(jiǎn)單的有機(jī)分子模板，然后，再將納米團(tuán)簇組裝上去；或?qū)⒖山又γ蘩w維的有機(jī)化合物作為納米顆粒的捕獲劑，使納米顆粒被捕獲，進(jìn)行表面修飾成“團(tuán)接”，然后將“團(tuán)簇”接技到棉纖維上。3、施加量的效果和耐久性21納米功能性整理時(shí)納米施加量與其效果之間無(wú)疑是直接關(guān)連的，今援引張永文等人的納米ZnO抗紫外線整理的試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明之。ZnO施加量與抗紫外性能如表1所示表s s(Tg22.4理論值)乳液20%；3、工藝：二浸二軋(Pu70%)烘干80/3分鐘焙烘160/2分鐘。由表1可知：隨浸軋液中ZnO濃度增加，抗紫外線能

10、力提高 (UPF值和等級(jí)變大)，當(dāng)ZnO濃度達(dá)13.4%時(shí)，UPF等級(jí)己達(dá)到50+；而ZnO濃度為10%，可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(即UPF等級(jí)30以上)要求，即織物對(duì)UVA的透過(guò)率不超過(guò)5%。經(jīng)13.4% Zn0和20%聚丙烯酸酯整理的試樣，對(duì)織物手感的影響尚不明顯(硬挺度增加10%)，其耐洗性試驗(yàn)結(jié)果如表2所示表2 納米Zn0整理試樣的耐洗性4 1967年?yáng)|京大學(xué)藤島昭(A.Fujishima)在讀研究生時(shí)，就發(fā)現(xiàn)在光的作用下，在n型結(jié)構(gòu)的TiO2電極上水會(huì)分介出氫和氧，開(kāi)創(chuàng)了多相催化研究的新紀(jì)元。這是光和催化劑同時(shí)作用下進(jìn)行的光催化反應(yīng)。最初光催化研究集中于太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存(制氫)，由于光催化劑

11、的量子效率和催化活性較低，以致進(jìn)展不大。1993年藤島昭等提出：TiO2光催化劑應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，在去除有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物方面取得了較大的進(jìn)展，公認(rèn)是一種極有前途的環(huán)境污染凈化技術(shù)。有關(guān)專(zhuān)家己發(fā)現(xiàn)，在弱光源(室內(nèi)陽(yáng)光、日光燈)照射后也有同樣作用22。過(guò)去20年間光催化引起了廣泛的關(guān)注，世界各國(guó)在這一領(lǐng)域投入了大量的研究力量。以下將以TiO2為例，對(duì)光催化作用在功能性整理方面的應(yīng)用作些敘述：(1)光催化反應(yīng)的原理23-27根據(jù)能帶的電子理論表明：n型半導(dǎo)體的基本能帶結(jié)構(gòu)，有一系列的滿(mǎn)帶，其最上面的滿(mǎn)帶，稱(chēng)謂價(jià)帶(Valence Bend，VB)；有一系列的空帶，其最下面的稱(chēng)為空帶、稱(chēng)謂導(dǎo)帶(Co

12、nduction Bend，CB)。電子在價(jià)帶和導(dǎo)帶中是非域的，可以自由移動(dòng)。在理想的半導(dǎo)體情況，價(jià)帶頂和導(dǎo)帶底之間隙中不存在電子狀態(tài)。這種空隙稱(chēng)謂禁帶。當(dāng)用能量等于或大于禁帶寬度(Eg)的光照射時(shí)，則價(jià)帶上的電子被激發(fā)躍進(jìn)到導(dǎo)帶，同時(shí)在價(jià)帶產(chǎn)生相應(yīng)的空穴，于是在半導(dǎo)體內(nèi)部生成電子(e-)一空穴(h+)對(duì)。由于半導(dǎo)體的能帶，是不連續(xù)性，電子和空穴的壽命較長(zhǎng)，在電場(chǎng)作用下，電子與空穴發(fā)生分離，遷移到顆粒的表面不同位置，與吸附在顆粒表面上的物質(zhì)發(fā)生氧化或還原作用，或被表面晶格缺陷捕獲；也可能直接復(fù)合。其反應(yīng)機(jī)理如圖l所示:圖l TiO2光催化反應(yīng)基本原理及主要基元反應(yīng)步驟圖l表明：TiO2光催化反

13、應(yīng)主要包括：TiO2受光子激發(fā)后，生成電子和空穴；電子與空穴發(fā)生復(fù)合，以熱或光的形式將能量釋放，這是屏蔽紫外線的理論基礎(chǔ)；由價(jià)帶空穴誘發(fā)的氧化反應(yīng)；由導(dǎo)帶電子誘發(fā)的還原反應(yīng)；進(jìn)一步的熱或催化反應(yīng)(如水解或與活性含氧物反應(yīng))；捕獲導(dǎo)帶電子生成Ti3+；捕獲價(jià)帶空穴生成Titano1基，而捕獲則是光催化的理論基礎(chǔ)。以上反應(yīng)過(guò)程已被激光脈沖光解實(shí)驗(yàn)證實(shí)。 (2) TiO2晶型影響28-29半導(dǎo)體中有n型和P型兩種結(jié)構(gòu)，在n型結(jié)構(gòu)中的TiO2，ZnO，F(xiàn)e203，CdS，CdSe等都具有合適的能帶結(jié)構(gòu)，可作為光催化劑。但是，由于受毒性，光照穩(wěn)定性和光腐蝕現(xiàn)象等限制，只有TiO2是較廣泛被應(yīng)用。因此，對(duì)

14、TiO2的光催化研究也較為探入。天然存在的氧化鈦，按其晶相結(jié)構(gòu)可分為板鈦型、銳鈦型和金紅石型三種。板鈦型屬斜方晶系，是不穩(wěn)定的晶型，銳鈦型和金紅石型都是四方晶系，但晶格不同，其XRD衍射 角(2)分別25.5°和27.5°。它們的物理化學(xué)性如表3所示 表3 在2，金紅石型禁帶寬度為3.Oev，以致其電子-空穴對(duì)具有更高的正，負(fù)電位，因而，具有較高氧化性。如它比 Cl2(Cl2/2Cl，1.4Oev)、(MnO42-/MnO2,1.7Oev)、03(03/O2+H2O，2.07ev)和F2 (F2/F-,2.87ev)的電動(dòng)勢(shì)還高；銳鈦型表面吸附H20、02及OH的能力較強(qiáng)，

15、導(dǎo)致其光催化活性較高?？昭芘c吸附TiO2表面的OH-或H2O作用生成活性很高·OH，它(·OH)通常認(rèn)為是光催化體系中主要的活性氧化物，能無(wú)選擇地氧化多種有機(jī)物，并使之礦化。光生電子也能與02作用生成·OOH和·02等活性過(guò)氧自由基，并參與氧化還原反應(yīng)。在TiO2表面生成的·02-和·OH等基團(tuán)的光子能量相當(dāng)于3600K高溫的熱能，足以使有機(jī)物"燃燒"，使微生物、細(xì)菌和病毒分解成CO2和H2O。正是這樣強(qiáng)大的反應(yīng)力，使TiO2可能同時(shí)具有屏蔽紫外線、抗菌、消臭、去污 (或自潔Self-Cleaning)等效果；在

16、結(jié)晶過(guò)程中，銳鈦型晶粒通常尺寸較小，比表面積較大，有利于光催化反應(yīng)；金紅石型TiO2密度高于銳鈦型，光生電子-空穴的復(fù)合速度較高，適合作為紫外線屏蔽劑，而銳鈦型TiO2較宜作光催化劑。實(shí)踐證明，使用未經(jīng)包覆處理的銳鈦型TiO2可作為化纖的降解促進(jìn)劑，因此，光催化納米顆粒作為功能性整理也必須注意。(3)TiO2的光催化殺菌和消臭作用30-31TiO2的光催化殺菌有兩種不同的生化機(jī)理：一是直接作用機(jī)理：即由光生電子和空穴非常強(qiáng)的氧化力，直接氧化細(xì)胞壁、細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)的組成物等。例如：細(xì)胞內(nèi)的輔酶A(CoA)可被氧化成二聚體輔酶A(CoA dimer)而失活，使細(xì)胞呼吸作用衰退而引起細(xì)胞死亡；二是間

17、接作用機(jī)理：即由光生空穴與吸附水或氧形成氫氧自由基(·0H)，以及光生電子與吸附氧生成過(guò)氧離子(·02-)，再與水反應(yīng)生成過(guò)氫氧自由基(·00H)和雙氧水。另外，氫氧自由基相互作用也會(huì)生成雙氧水。氫氧自由基、過(guò)氧離子，過(guò)氫氧自由基和雙氧水都可與生物大分子(如脂類(lèi)、蛋白質(zhì)，酶類(lèi)以及核酸)反應(yīng)，直接損害或通過(guò)一系列氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，使生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)引起廣泛的損傷破壞。它們與細(xì)胞壁、細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)組成成分發(fā)生生化反應(yīng)。例如在海拉細(xì)胞內(nèi)形成三磷酸腺苷(ATP)所必需的氧化還原性物質(zhì)，如還原性煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(還原型輔酶INADH)，還原型谷胱苷肽(GSH)，以及輔酶A(Co

18、A)，黃素腺嘌呤二核苷酸(FADH2)等，與活性氧化物反應(yīng)而耗盡或失活，會(huì)導(dǎo)致海拉細(xì)胞的死亡。由此，TiO光催化生成的·OH、·O殺死細(xì)胞的機(jī)理，可以圖2示意之。2是氫氧自由基的氧化作用。在自由基反應(yīng)過(guò)程中水蒸汽的作用值得注意，例如，在TiO2顆粒對(duì)甲醛的光催化降解如圖3所示。由圖3則有強(qiáng)烈的抑制作用；認(rèn)為是水分子與其它反應(yīng)物及中間產(chǎn)物發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附所致。如果沒(méi)有水蒸汽，則隨著反應(yīng)的進(jìn)行催化活性會(huì)很快下降。(4)TiO2顆粒的包裹32-34光催化納米顆粒直接作為功能性整理劑應(yīng)用，則對(duì)紡織品會(huì)產(chǎn)生光催化損傷，以致需經(jīng)去弊存利的包裹(或包覆)予處理，其原因已為上述。在這方面日本的

19、一些科技研究成果可資參考。 1995-1997年間，由岐阜產(chǎn)品研究所以地區(qū)產(chǎn)、學(xué)、官共同事業(yè)的名義，在名古屋工業(yè)技術(shù)研究所指導(dǎo)下，岐阜大學(xué)與有關(guān)企業(yè)一起開(kāi)發(fā)成一種甜瓜型光催化劑，通過(guò)摻和可用開(kāi)發(fā)光催化作用的合成纖維和功能整理劑。甜瓜型結(jié)構(gòu)的納米顆粒，系用耐光催化的多孔膜包裹光催化納米顆粒，使直接接觸粘合劑和纖維部分在光催化時(shí)不致受到嚴(yán)重影響，但仍能通過(guò)多微孔產(chǎn)生光催化作用?？墒牵徽澈蟿└采w的部分光催化活性會(huì)有所降低。系用有機(jī)硅偶合劑(如四乙基原硅酸酯)對(duì)納米顆粒進(jìn)行親水化處理后，添加聚乙二醇為多孔劑。TiO2包裹后，經(jīng)噴霧造粒、熔燒，即可得甜瓜型光催化TiO2顆粒。據(jù)測(cè)試結(jié)果稱(chēng)：甜瓜型TiO

20、2對(duì)基質(zhì)的光老化性能和清除乙醛的性能，經(jīng)紫外線光照射100小時(shí)后，未包裹TiO2的基質(zhì)已100%降解，而甜瓜型TiO2的基質(zhì)僅降解5%；而且其仍保持消除乙醛的性能，只是其活性稍受抑制而已。有川稔英提出了另一種方法。他認(rèn)為T(mén)iO2的光催化活性比一般光催化劑小，可調(diào)整光化學(xué)反應(yīng)使其緩慢進(jìn)行，將Ag作為電極固定在活性TiO2上，形成復(fù)合光催化體系，并將其與羥基磷石灰(吸附劑)復(fù)合，通過(guò)這樣處理，TiO2的光催化作用基本上不會(huì)對(duì)基質(zhì)(粘合劑和纖維)產(chǎn)生損傷，仍具有抗菌，消臭的光催化功能。在TiO2表面擔(dān)載Ag的作用，是光生電子的接受器，加速電子向O2傳遞速率，從而降低了電子和空穴在TiO2顆粒體內(nèi)的復(fù)

21、合概率。三、納米顆粒可能存在潛在性安全問(wèn)題25-39納米技術(shù)在開(kāi)發(fā)功能性纖維及功能性整理的紡織品和服裝方面己展示出良好的發(fā)展前景，并引起了紡織界和廣大消費(fèi)者的巨大關(guān)注。對(duì)這一新技術(shù)對(duì)環(huán)境和人體健康是否存在潛在的安全問(wèn)題，報(bào)導(dǎo)甚少?？墒牵瑥慕甏蠹s十幾篇有關(guān)毒理學(xué)研究報(bào)告指出，納米顆粒從細(xì)菌到哺乳動(dòng)物都會(huì)構(gòu)成獨(dú)特的威脅，各種納米材料究竟如何對(duì)生命體細(xì)胞造成傷害，以及對(duì)更高級(jí)的生命可能意味著什么?尚在研究之中。而對(duì)環(huán)境污染也成為關(guān)注的問(wèn)題了。 隨著世界各國(guó)納米技術(shù)研究步伐加快，以及納米技術(shù)應(yīng)用推廣的日益廣泛，納米顆粒進(jìn)入環(huán)境、食物鏈和人體可能是遲早的事。如對(duì)它的性能沒(méi)有充分的認(rèn)識(shí)，就無(wú)法制訂有效的

22、預(yù)防措施。目前，接觸納米顆粒的人僅限于少數(shù)研發(fā)人員和某些試制人員，未雨綢繆才是上策。 L、擔(dān)心的事例己有一些關(guān)于納米顆粒對(duì)環(huán)境影響報(bào)導(dǎo)，如納米顆粒被蚯蚓吸入，從而會(huì)使它們進(jìn)入食物鏈中影響其它物種(包括人類(lèi))。2004年3月在美國(guó)加利福尼亞的阿納海姆(Anaheim)召開(kāi)的美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)討論會(huì)上，德克薩斯州達(dá)拉斯南方衛(wèi)理公會(huì)大學(xué)的毒理學(xué)家愛(ài)娃一奧伯多斯特(Eva-Oberdoerster)指出：在含0.5-lppm巴基球(buckyball;又稱(chēng)單壁納米管SWCNT)的水中，黑鱸魚(yú)放48小時(shí)后，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的腦損傷。雖然，還不清楚巴基球是如何導(dǎo)致黑鱸魚(yú)腦損傷的，可能巴基球能穿透血屏障。雖然巴基球不會(huì)

23、在紡織品中應(yīng)用，但說(shuō)明納米微粒進(jìn)入環(huán)境，可能對(duì)人類(lèi)造成的影響。G.Oberdoerster等人用粒徑為2Onm和2OOnm的TiO2顆粒作為期12周的大鼠亞慢性吸入實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩組大鼠都出現(xiàn)了下呼吸道有TiO2顆粒沉積，2Onm組的大鼠肺部炎癥反應(yīng)強(qiáng)于200nm組；肺部滯留時(shí)間顯著延長(zhǎng)，肺泡型細(xì)胞增生，并開(kāi)始出現(xiàn)間質(zhì)纖維化病灶；2Onm組大鼠肺泡巨噬細(xì)胞清除能力顯著低于2OOnm組。另外，2Onm組TiO2顆粒向肺間質(zhì)組織和周?chē)馨徒Y(jié)侵襲程度也顯著高于200nm組。為此他們認(rèn)為:20nmTiO2顆粒不僅有很強(qiáng)的生物效應(yīng)，而且也顯著現(xiàn)出不同的毒代動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)。即使肺在低于顆粒容積負(fù)荷的情況下，

24、也出現(xiàn)清除能力顯著下降，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)增強(qiáng)。在一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，老鼠排出體內(nèi)一半數(shù)量的2OnmTiO2顆粒需耗時(shí)501天，而排出體內(nèi)一半數(shù)量的250nm顆粒，只需174天。在相同質(zhì)量的情況下，吸入64nmTiO2比吸入202 nmTiO2顆粒在老鼠肺部表面產(chǎn)生更嚴(yán)重的炎癥。實(shí)驗(yàn)顯示：大鼠吸入35nm碳納米顆粒后，該顆粒會(huì)迅速出現(xiàn)在大腦嗅球內(nèi)，并不斷堆積起來(lái)。有人對(duì)在白鼠進(jìn)行9Onm碳納米顆粒的吸入實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在血管的內(nèi)皮細(xì)胞中就發(fā)現(xiàn)碳納米顆粒。也就是說(shuō)：碳納米顆粒通過(guò)肺泡到達(dá)血管細(xì)胞的可能性非常高。要查明納米顆粒的潛在危險(xiǎn)。人們猜測(cè)納米顆?？赡鼙容^容易通過(guò)血腦屏障，從而對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響；也可通

25、過(guò)血暈屏障對(duì)精子生成過(guò)程和精子的形態(tài)與活力產(chǎn)生不良影響；還可能通過(guò)胎盤(pán)屏障對(duì)胚胎早期組織化學(xué)和發(fā)育產(chǎn)生不良影響，導(dǎo)致胎兒畸形。這些憂慮雖然是根據(jù)納米顆粒特性所作的推測(cè)，但目前沒(méi)有足夠的證據(jù)對(duì)它作出否定?，F(xiàn)在，還沒(méi)有紡織品中納米顆粒引起潛在性危險(xiǎn)的研究，但從上述一些基礎(chǔ)研究可作出的予測(cè)：一是納米顆粒通過(guò)廢水進(jìn)入環(huán)境，二是紡織品與人體皮膚接觸進(jìn)入皮膚和血液，并深入人體內(nèi)各器官引起傷害，三是在加工或運(yùn)輸過(guò)程中，有關(guān)人員會(huì)吸入或接觸到納米顆粒，可能引起如前述碳納米顆粒的后果。2、對(duì)待的態(tài)度誠(chéng)然，已發(fā)現(xiàn)了納米顆粒對(duì)人體健康和環(huán)境有不良影響。而納米技術(shù)是21世紀(jì)前25年的主導(dǎo)發(fā)展技術(shù)，其發(fā)展趨勢(shì)是不可阻檔

26、的，又會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也是傳統(tǒng)紡織產(chǎn)業(yè)的一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)功能性紡織品。所以，在其研發(fā)初期多做些基礎(chǔ)性研究，尤其是產(chǎn)品安全性方面，千萬(wàn)不要一哄而上。盡管納米技術(shù)在功能性整理中已在抗菌防臭，抗紫外線等方面開(kāi)發(fā)已有相當(dāng)基礎(chǔ)，但其規(guī)模距工業(yè)化應(yīng)用尚有很大的距離，只能說(shuō)起步階段。在納米技術(shù)的推廣應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)其安全性的研究滯后于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)是個(gè)問(wèn)題。幸好這個(gè)問(wèn)題已引起各界人士的關(guān)注。近年美國(guó)環(huán)境保護(hù)總署等單位開(kāi)展了納米材料對(duì)環(huán)境和人類(lèi)可能造成危害的研究。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院，職業(yè)安全和保健局以及食品與藥物管理等部門(mén)也開(kāi)始關(guān)注納米技術(shù)對(duì)環(huán)境和人的影響研究工作。此外，歐洲對(duì)納米顆粒的安全性已處于早期研究階

27、段。英國(guó)已委托皇家社會(huì)和皇家工程研究院，對(duì)納米技術(shù)的安全性和環(huán)境危害進(jìn)行研究，甚至提出：含有金屬氧化物納米的遮光劑和化妝品在末確定安全性之前應(yīng)退出市場(chǎng)。四、結(jié)語(yǔ)40-43l、據(jù)稱(chēng)納米技術(shù)產(chǎn)品自2000年己逐步走向市場(chǎng)，2000年全球納米技術(shù)產(chǎn)品營(yíng)業(yè)額報(bào)導(dǎo)不一，有人說(shuō)是500億美元；也有人說(shuō)是750億美元不等，而德國(guó)科學(xué)技術(shù)部予測(cè)至2010年全球納米技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)值可達(dá)1.44萬(wàn)億美元，有人認(rèn)為至2014年納米技術(shù)商品將達(dá)2.6萬(wàn)億美元，約占全球制造業(yè)商品的15%。這與許多國(guó)家對(duì)納米技術(shù)研發(fā)投資迅速增長(zhǎng)有關(guān)，例如2005年整個(gè)納米技術(shù)的投資額為96億美元，比2004年增長(zhǎng)10%，資金來(lái)源于政府、企業(yè)

28、和風(fēng)險(xiǎn)資本。但一份關(guān)于"紡織品的納米技術(shù)機(jī)遇"報(bào)告稱(chēng)：予期2007年應(yīng)用納米技術(shù)的紡織品市場(chǎng)將達(dá)136億美元，到2012年將增長(zhǎng)到令人咋舌的1150億美元。2、我國(guó)納米技術(shù)起步稍晚，但己初具規(guī)模，并己獲一些應(yīng)用突破性進(jìn)展。納米技術(shù)在紡織業(yè)中的應(yīng)用，由于國(guó)內(nèi)許多大專(zhuān)院校和科研單位發(fā)表一些應(yīng)用研究成果，為宣傳和普及納米科技知識(shí)起到一定的推動(dòng)作用，與國(guó)外比差距是不言而喻的?？墒?，從納米技術(shù)整體上講，國(guó)外的研究工作基本上還停留在應(yīng)用基礎(chǔ)研究階段。但己申請(qǐng)了大量的專(zhuān)利，如1985年以來(lái)美國(guó)已申請(qǐng)的專(zhuān)利總數(shù)為3966個(gè)，建成了知識(shí)產(chǎn)權(quán)專(zhuān)營(yíng)保護(hù)。如上文提及的Nano-tex產(chǎn)品己掄占了國(guó)

29、際紡織品市場(chǎng)，Texnolog Nano也已進(jìn)駐我國(guó)市場(chǎng)，可以說(shuō)我們己處于十分不利的局面。值得一提的，2000年10月，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所的科學(xué)家提出："二元協(xié)同納米界面結(jié)構(gòu)"新概念，即有效地利用分子以上層次的化學(xué)利用外場(chǎng)(光、電、磁場(chǎng)等)誘導(dǎo)下的不平衡態(tài)的協(xié)同效應(yīng)，使材料表面造成二元協(xié)同納米界面結(jié)構(gòu)，成功地在纖維表面形成20nm納米尺度的凹凸結(jié)構(gòu)，改變了纖維表面對(duì)油和水的潤(rùn)濕性，從而使紡織品具有超雙疏(拒水拒油)或雙親(親水親油)功能，此項(xiàng)技術(shù)己用于部分紡織品，據(jù)稱(chēng)此項(xiàng)技術(shù)屬?lài)?guó)際首創(chuàng)。3、關(guān)于納米技術(shù)是否有害還是有爭(zhēng)議的，大家的研究都是初步的，無(wú)論是納米技術(shù)的支持者還是懷疑

30、者，都缺乏足夠的技術(shù)數(shù)據(jù)支持自己的觀點(diǎn)。令人們擔(dān)心的事，納米顆粒的尺寸非常小，可能具有透過(guò)細(xì)胞、組織造成損傷，并能滲透到其它器官。比如通常會(huì)在生物學(xué)領(lǐng)域是可以安全使用的，而納米金顆?？梢詺⑺兰?xì)菌。又如，德國(guó)有人用90nm碳粒對(duì)大白鼠進(jìn)行吸入試驗(yàn)，結(jié)果在血管的內(nèi)皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了碳粒。也就是說(shuō)，碳粒子通過(guò)肺泡到達(dá)血管細(xì)胞的可能性非常高。需要更多的研究，查明納米粒子的潛在危險(xiǎn)。參考文獻(xiàn)1尚亞力，綜述納米技術(shù)在紡織領(lǐng)域中的應(yīng)用，上海毛紡科技2003，(4)；2-62許冠一等，納米材料及納米技術(shù)在紡織中的應(yīng)用，第四屆功能性紡織品及納米技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)論文集,2004，10；244-2483何季玲等，納米材料

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