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纳米技术对纺织品服装创新开发的促进作用() 

发布时间:2012-09-21 10:50:14 浏览次数:813 来源:互联网  我来说两句()

    纳米技术在民用纺织服装领域应用已取得一定成效,对促进纺织服装创新开发,进一步适应市场和消费者新需求,发挥了一定的积极作用。与此同时,值得关注的是纳米纺织服装在使用时所产生的安全性问题,特别是各类贴身使用的纺织服装更要谨慎。加强对纳米纺织品安全性能的监控工作应当得到重视。

    纳米技术属于微观世界中的科技,与它有关的研究被一些科学家称之为“21世纪的科学”,它的发展曾被预言将带来下一轮的工业革命,前景广阔。自上个世纪末以来,纳米技术研究及材料应用开始由高端科研领域逐步进入民用领域,并且在进一步扩大应用范围。医疗和美容是纳米技术目前应用最广泛的两个领域。科研工作者已经研制出了抗衰老护肤霜,并利用纳米微粒光学特性制造了诊断工具以及纳米技术智能疗法等,可以使用纳米微粒攻击肿瘤,通过吸收光或释放热量或辐射来摧毁恶性细胞。此外,纳米技术在汽车制造、食品、建筑、环保、军事等领域尤其是纺织行业,被广泛应用。

    1·纳米技术对纺织品服装创新开发的促进作用

    在纺织服装行业,纳米技术的应用,主要是利用其极小的体积、体态以及独特的物理特性,通过加工处理对原有纤维或织物的质地、性能作相应的调整和改变,使其能够产生新的使用功能和功效,包括:改变产品的外观效果,如防缩抗皱等;增加产品使用时的体感舒适度,如亲肤、细腻感、滑爽等;强化产品自身的拒污保洁、易清理等功能;凸显产品的护体或保健医疗功能,如阻挡紫外线、拒水、抗菌、消炎等。在现实生活中已经能够看到不少范例:比如纳米技术的发展可以使所有体育运动员经常碰到的衣服和鞋袜出汗发臭问题迎刃而解。NanoHorizons公司开发出了可与棉、尼龙等纤维乃至塑料材质混合的纳米粒子,避免衣物穿着后散发不良气味。其技术关键在于使用了可与纤维混合的纳米银粒子,这种粒子具有抵抗微生物和细菌的特性,没有了细菌和真菌的作用,当然气味也就消失了。在日用衣服方面,美国Nano-Tex公司已在纳米技术应用空间取得了进展,设计研制出了不会弄脏的防水裤子,它们不会沾染上咖啡、果汁或者葡萄酒的污渍,甚至不会起皱褶。而最新的一种纳米材料是被称为“最酷最舒服”的面料,它可以阻挡潮湿并能够快速干燥,同时它令合成面料看起来像棉布,穿着起来十分舒适。用此种纳米材料制成的衣服可以快速干燥并能抵挡95%的阳光照射……加拿大科学家已经使用纳米技术制造出第一批有机发光体材料(FOLED),它可以用来制造薄的象树叶那样,可以卷起来的屏幕,制成服装后可以在上面看电影,或者用作装饰墙纸,它可以交替显示凡高或莫奈的主要作品。在军装或作战服的表面涂层中加入纳米材料,还可以大量吸收电磁波,提高士兵在战场上的隐身性能。

    2·纳米技术与纺织材料结合的方法

    目前,纳米技术应用于纺织及服用材料的主要方法有涂布法、混裹法、包覆法等。涂布法——即将含有纳米粒子的粘合或薄膜材料与纤维或织物表面结合,形成纳米织物。

如美国克莱姆森大学的研究人员发明了一种新型清洁面料,这种面料上涂有一种与银色纳米粒子相混合的高分子薄膜。当这种纳米薄膜与其他面料相复合后,能产生一系列的细微凹凸,在有水的情况下,这些凸起会使灰尘和其他物质“跳离”涂层表面,从而使它重新变干净。用这种面料制成的服装无需反复搓洗,只需在上面喷点水,或者用块湿布擦一擦,衣服就会恢复干净。混裹法——即将含有纳米粒子的材料或直接将纳米粒子与其他纤维混裹缠绕,然后形成纳米纤维织成纳米布料。比如日本帝人公司研制成纳米结构纤维与芳纶纤维混纺而成的面料,这种面料主要应用于消防服,可以使其达到轻量化并产生抑制烈火灼伤的功效。通过采取“粒子分散方法”及混炼·纺丝技术,在纤维中均匀分散纳米尺寸的碳系超微粒子,以期其实现提升热扩散功能。此种纤维比通常芳纶纤维具备了更大幅度的热传导率,从而令面料的隔热、耐热性提高,同时还减轻了面料自身的重量,令该服装的穿着舒适性更加优异。

    包覆法——即将纳米粒子植入纤维的中空部位,或用含有纳米粒子的物质包覆在其他纤维外部,形成含有某种纳米特性的特殊纺织材料。如美国左治亚理工学院科学家小组研制出能利用人体活动取得能量发电的纳米纤维织物,这为有朝一日研制出可为iPod或其他随身电子装置提供电能的织物铺平道路。人体有多种能推动纳米发电机的能量来源,包括心脏产生的血液流动、肺的呼吸和行走等,就连敲打计算机键盘也是潜在的纳米级能量来源,利用纳米技术聚集这些能量并实施转换,便可产生电流。其研发方法是在普通纤维外面包上成对的氧化锌纳米管,纳米管受到摩擦后产生微小的电流脉冲。研究者称:“两根纤维互相摩擦,就像两把刷子的毛彼此触碰,能把机械能转换成电能。”无论采用上述哪一种方法,都能改变原有纺织或服用材料的特性,增添新的功能。应该讲,在本世纪的头十年里,纺织行业在运用纳米技术研发方面取得了实质性的进展,一些新开发的产品已经进入了日常消费领域,如拒水开司米风衣、防污领带及长裤、抗菌消炎内衣裤、阻挡紫外线的外套等,都是这方面的突出代表。

    3·对纳米纺织品服装安全性问题的思考

    随着科技进步,人们发现纳米技术和材料的应用在人们日常生活中具有双重性。一方面,它可以改善和提高人们的生活质量,给日常生活带来一些便利和现代科技气息;但同时也产生了一些涉及安全方面的问题,对人体健康会造成不利影响,甚至会产生一定危害性。而近阶段,对后一种情况发生应保持警惕的呼声似乎越来越高,纳米科技正面临来自社会和道德方面的新质疑。比如在大量工业和商业过程中使用的一些纳米颗粒具有较高的毒性,使用纳米科技制造的一些产品会对人体健康和环境造成危害;纳米碳管会导致肺癌、胃癌,而纳米银颗粒将大幅提高人体过敏的几率等。科学实验已经证实,极小的纳米粒子很容易就被人体皮肤和呼吸系统吸入,类似纳米大小的尘埃能够轻易地穿透人体皮肤防线进入血液系统,然后直达各个内脏器官和组织。直径100纳米的颗粒能够在60秒之内成功穿透肺部防线,并在1小时之内出现在肝脏和其他内脏器官里。长期接触导致体内该物质积累过多,可能会危害人体健康乃至生命,如造成肺部炎症和氧化损伤、DNA损伤、细胞过早凋亡、心肺系统及其他内脏组织病变、致癌、胎儿发育迟缓或异常等。纳米颗粒能够与蛋白质、细菌和病毒发生相互作用,可能会引发一些病状奇特的新疾病。

    现代医学研究已经诞生了一个新名词:纳米病理学(也称纳米毒理学),即是对微米或纳米大小的颗粒所引发的人类疾病进行深入研究的学科。

美国、欧盟、日本纷纷斥巨资开展纳米技术安全性研究,我国也将其列入国家973重点基础研究规划项目,积极探索有关纳米技术的安全性及控制问题。虽然纳米安全性问题的严重性尚未被最终证实,但在涉及与人体关系密切的化妆品及纺织服装用品领域,还是应慎用含有纳米粒子的材料。笔者主张:7岁以下的婴幼儿用品及所有贴身使用的成人用纺织品服装应慎用含有纳米粒子的原材料生产制造,尤其要注意避免使用通过涂布法生产的纳米织物,因为采用此种方法研发的纳米纺织材料,使用后其纳米粒子脱离载体进入人体的概率,会比采用混裹法、包覆法产生的纺织纳米材料来的更高些。

    所谓贴身使用纺织品是指那些在日常生活中与人体关系密切,且接触皮肤面积较大的纺织品服装。如衬衣、内衣、睡衣、居家服、浴衣、各种单穿类外衣以及毛巾、浴巾、枕巾、枕套、床单、被套等物品。贴身使用纺织品又被称作为“直接接触皮肤类纺织品”。使用“直接接触皮肤类纺织品”应特别重视其使用的安全性能问题,注意规避类似纳米材料存在的安全隐患,努力做到趋利避害,这样便可以从源头上减少由于使用纳米纺织产品而发生不安全因素的几率。由于纳米技术属于一种新兴和正在不断发展和完善的材料研发技术,纳米产品也确实具备许多新的,符合市场需要和人们提高生活质量的功能,所以,即便纳米技术的研发及产品应用被发现可能存在一定风险,也并不一定意味着这项技术会马上被限制推广应用。但是,安全使用纳米产品的问题,确实应该及早地被人们加以重视。在纳米产品推广使用的过程中,应尽快着手建立与实施与之配套的安全监管和控制措施。

    从纺织服装专业角度考虑,笔者认为,结合其与人体关系密切的特点,应尽快制定纳米纺织服装的国家产品安全质量标准。要从原材料入手,从人体的适应性出发,设定安全性指标,如对纳米粒子附着、添加的牢固性(可分为水洗、干洗、摩擦、撕扯等多种方式);一些金属元素纳米粒子使用的安全可靠性;纳米技术衍生的特定功能(如防污、抗菌、拒水、防皱等)的有效性证明等多个项目加以控制。同时,还要制定切实可行、有效的检验方法标准,以便能够运用新技术和新手段实施检测鉴定,合理判定纳米纺织服装安全质量的优劣。

    总之,建立严格的安全监管和全面质量审核制度,是纳米技术和纳米材料在纺织服装领域应用进一步拓展的前提。对于市场和消费者而言,纳米纺织品和纳米服装不但是新颖、别致和具有特殊功能的代名词,而且更应该成为名副其实的“安全、健康、环保和可信赖”的新一代日常生活用品。

    纳米技术在民用纺织服装领域应用已取得一定成效,对促进纺织服装创新开发,进一步适应市场和消费者新需求,发挥了一定的积极作用。与此同时,值得关注的是纳米纺织服装在使用时所产生的安全性问题,特别是各类贴身使用的纺织服装更要谨慎。加强对纳米纺织品安全性能的监控工作应当得到重视。

    纳米技术属于微观世界中的科技,与它有关的研究被一些科学家称之为“21世纪的科学”,它的发展曾被预言将带来下一轮的工业革命,前景广阔。自上个世纪末以来,纳米技术研究及材料应用开始由高端科研领域逐步进入民用领域,并且在进一步扩大应用范围。医疗和美容是纳米技术目前应用最广泛的两个领域。科研工作者已经研制出了抗衰老护肤霜,并利用纳米微粒光学特性制造了诊断工具以及纳米技术智能疗法等,可以使用纳米微粒攻击肿瘤,通过吸收光或释放热量或辐射来摧毁恶性细胞。此外,纳米技术在汽车制造、食品、建筑、环保、军事等领域尤其是纺织行业,被广泛应用。

    1·纳米技术对纺织品服装创新开发的促进作用

    在纺织服装行业,纳米技术的应用,主要是利用其极小的体积、体态以及独特的物理特性,通过加工处理对原有纤维或织物的质地、性能作相应的调整和改变,使其能够产生新的使用功能和功效,包括:改变产品的外观效果,如防缩抗皱等;增加产品使用时的体感舒适度,如亲肤、细腻感、滑爽等;强化产品自身的拒污保洁、易清理等功能;凸显产品的护体或保健医疗功能,如阻挡紫外线、拒水、抗菌、消炎等。在现实生活中已经能够看到不少范例:比如纳米技术的发展可以使所有体育运动员经常碰到的衣服和鞋袜出汗发臭问题迎刃而解。NanoHorizons公司开发出了可与棉、尼龙等纤维乃至塑料材质混合的纳米粒子,避免衣物穿着后散发不良气味。其技术关键在于使用了可与纤维混合的纳米银粒子,这种粒子具有抵抗微生物和细菌的特性,没有了细菌和真菌的作用,当然气味也就消失了。在日用衣服方面,美国Nano-Tex公司已在纳米技术应用空间取得了进展,设计研制出了不会弄脏的防水裤子,它们不会沾染上咖啡、果汁或者葡萄酒的污渍,甚至不会起皱褶。而最新的一种纳米材料是被称为“最酷最舒服”的面料,它可以阻挡潮湿并能够快速干燥,同时它令合成面料看起来像棉布,穿着起来十分舒适。用此种纳米材料制成的衣服可以快速干燥并能抵挡95%的阳光照射……加拿大科学家已经使用纳米技术制造出第一批有机发光体材料(FOLED),它可以用来制造薄的象树叶那样,可以卷起来的屏幕,制成服装后可以在上面看电影,或者用作装饰墙纸,它可以交替显示凡高或莫奈的主要作品。在军装或作战服的表面涂层中加入纳米材料,还可以大量吸收电磁波,提高士兵在战场上的隐身性能。

    2·纳米技术与纺织材料结合的方法

    目前,纳米技术应用于纺织及服用材料的主要方法有涂布法、混裹法、包覆法等。涂布法——即将含有纳米粒子的粘合或薄膜材料与纤维或织物表面结合,形成纳米织物。

如美国克莱姆森大学的研究人员发明了一种新型清洁面料,这种面料上涂有一种与银色纳米粒子相混合的高分子薄膜。当这种纳米薄膜与其他面料相复合后,能产生一系列的细微凹凸,在有水的情况下,这些凸起会使灰尘和其他物质“跳离”涂层表面,从而使它重新变干净。用这种面料制成的服装无需反复搓洗,只需在上面喷点水,或者用块湿布擦一擦,衣服就会恢复干净。混裹法——即将含有纳米粒子的材料或直接将纳米粒子与其他纤维混裹缠绕,然后形成纳米纤维织成纳米布料。比如日本帝人公司研制成纳米结构纤维与芳纶纤维混纺而成的面料,这种面料主要应用于消防服,可以使其达到轻量化并产生抑制烈火灼伤的功效。通过采取“粒子分散方法”及混炼·纺丝技术,在纤维中均匀分散纳米尺寸的碳系超微粒子,以期其实现提升热扩散功能。此种纤维比通常芳纶纤维具备了更大幅度的热传导率,从而令面料的隔热、耐热性提高,同时还减轻了面料自身的重量,令该服装的穿着舒适性更加优异。

    包覆法——即将纳米粒子植入纤维的中空部位,或用含有纳米粒子的物质包覆在其他纤维外部,形成含有某种纳米特性的特殊纺织材料。如美国左治亚理工学院科学家小组研制出能利用人体活动取得能量发电的纳米纤维织物,这为有朝一日研制出可为iPod或其他随身电子装置提供电能的织物铺平道路。人体有多种能推动纳米发电机的能量来源,包括心脏产生的血液流动、肺的呼吸和行走等,就连敲打计算机键盘也是潜在的纳米级能量来源,利用纳米技术聚集这些能量并实施转换,便可产生电流。其研发方法是在普通纤维外面包上成对的氧化锌纳米管,纳米管受到摩擦后产生微小的电流脉冲。研究者称:“两根纤维互相摩擦,就像两把刷子的毛彼此触碰,能把机械能转换成电能。”无论采用上述哪一种方法,都能改变原有纺织或服用材料的特性,增添新的功能。应该讲,在本世纪的头十年里,纺织行业在运用纳米技术研发方面取得了实质性的进展,一些新开发的产品已经进入了日常消费领域,如拒水开司米风衣、防污领带及长裤、抗菌消炎内衣裤、阻挡紫外线的外套等,都是这方面的突出代表。

    3·对纳米纺织品服装安全性问题的思考

    随着科技进步,人们发现纳米技术和材料的应用在人们日常生活中具有双重性。一方面,它可以改善和提高人们的生活质量,给日常生活带来一些便利和现代科技气息;但同时也产生了一些涉及安全方面的问题,对人体健康会造成不利影响,甚至会产生一定危害性。而近阶段,对后一种情况发生应保持警惕的呼声似乎越来越高,纳米科技正面临来自社会和道德方面的新质疑。比如在大量工业和商业过程中使用的一些纳米颗粒具有较高的毒性,使用纳米科技制造的一些产品会对人体健康和环境造成危害;纳米碳管会导致肺癌、胃癌,而纳米银颗粒将大幅提高人体过敏的几率等。科学实验已经证实,极小的纳米粒子很容易就被人体皮肤和呼吸系统吸入,类似纳米大小的尘埃能够轻易地穿透人体皮肤防线进入血液系统,然后直达各个内脏器官和组织。直径100纳米的颗粒能够在60秒之内成功穿透肺部防线,并在1小时之内出现在肝脏和其他内脏器官里。长期接触导致体内该物质积累过多,可能会危害人体健康乃至生命,如造成肺部炎症和氧化损伤、DNA损伤、细胞过早凋亡、心肺系统及其他内脏组织病变、致癌、胎儿发育迟缓或异常等。纳米颗粒能够与蛋白质、细菌和病毒发生相互作用,可能会引发一些病状奇特的新疾病。

    现代医学研究已经诞生了一个新名词:纳米病理学(也称纳米毒理学),即是对微米或纳米大小的颗粒所引发的人类疾病进行深入研究的学科。

美国、欧盟、日本纷纷斥巨资开展纳米技术安全性研究,我国也将其列入国家973重点基础研究规划项目,积极探索有关纳米技术的安全性及控制问题。虽然纳米安全性问题的严重性尚未被最终证实,但在涉及与人体关系密切的化妆品及纺织服装用品领域,还是应慎用含有纳米粒子的材料。笔者主张:7岁以下的婴幼儿用品及所有贴身使用的成人用纺织品服装应慎用含有纳米粒子的原材料生产制造,尤其要注意避免使用通过涂布法生产的纳米织物,因为采用此种方法研发的纳米纺织材料,使用后其纳米粒子脱离载体进入人体的概率,会比采用混裹法、包覆法产生的纺织纳米材料来的更高些。

    所谓贴身使用纺织品是指那些在日常生活中与人体关系密切,且接触皮肤面积较大的纺织品服装。如衬衣、内衣、睡衣、居家服、浴衣、各种单穿类外衣以及毛巾、浴巾、枕巾、枕套、床单、被套等物品。贴身使用纺织品又被称作为“直接接触皮肤类纺织品”。使用“直接接触皮肤类纺织品”应特别重视其使用的安全性能问题,注意规避类似纳米材料存在的安全隐患,努力做到趋利避害,这样便可以从源头上减少由于使用纳米纺织产品而发生不安全因素的几率。由于纳米技术属于一种新兴和正在不断发展和完善的材料研发技术,纳米产品也确实具备许多新的,符合市场需要和人们提高生活质量的功能,所以,即便纳米技术的研发及产品应用被发现可能存在一定风险,也并不一定意味着这项技术会马上被限制推广应用。但是,安全使用纳米产品的问题,确实应该及早地被人们加以重视。在纳米产品推广使用的过程中,应尽快着手建立与实施与之配套的安全监管和控制措施。

    从纺织服装专业角度考虑,笔者认为,结合其与人体关系密切的特点,应尽快制定纳米纺织服装的国家产品安全质量标准。要从原材料入手,从人体的适应性出发,设定安全性指标,如对纳米粒子附着、添加的牢固性(可分为水洗、干洗、摩擦、撕扯等多种方式);一些金属元素纳米粒子使用的安全可靠性;纳米技术衍生的特定功能(如防污、抗菌、拒水、防皱等)的有效性证明等多个项目加以控制。同时,还要制定切实可行、有效的检验方法标准,以便能够运用新技术和新手段实施检测鉴定,合理判定纳米纺织服装安全质量的优劣。

    总之,建立严格的安全监管和全面质量审核制度,是纳米技术和纳米材料在纺织服装领域应用进一步拓展的前提。对于市场和消费者而言,纳米纺织品和纳米服装不但是新颖、别致和具有特殊功能的代名词,而且更应该成为名副其实的“安全、健康、环保和可信赖”的新一代日常生活用品。

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本文关键词: 纺织品 服装

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