納米抗菌紡織品的研究進(jìn)展論文

　　1 抗菌紡織品的研究現(xiàn)狀

　　目前抗菌紡織品的生產(chǎn)主要有兩種方法：一種是紡絲法，即在紡絲過(guò)程中加入抗菌物質(zhì)(納米抗菌劑或者抗菌纖維)噴絲形成纖維，由纖維制成相應(yīng)的抗菌紗線(xiàn)和織物。利用此種方法形成的抗菌織物耐洗、抗菌持久，此種方法深受?chē)?guó)內(nèi)外的研究人員青睞;另外一種方法是后整理的方法，即將抗菌整理劑通過(guò)印花、浸漬、浸軋等方法將抗菌物質(zhì)整理(化學(xué)接枝或物理附著)到織物上。這樣的后整理通常耐洗性較差，且織物原有的物化性能容易被改變。所以，利用納米技術(shù)生產(chǎn)納米抗菌紡織品是當(dāng)前納米技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域一項(xiàng)重要的應(yīng)用。

　　2 納米抗菌材料

　　2.1 納米抗菌材料的分類(lèi)

　　所謂納米材料，三維空間至少有一維處于納米尺度范圍(1～100nm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。按照納米抗菌材料的維數(shù)可以分為納米抗菌顆粒(零維)、納米抗菌纖維(一維)、納米抗菌薄膜、敷料、織物(二維)、納米抗菌塊(三維)。

　　2.2 納米抗菌材料的特性

　　納米粒子表面效應(yīng)宏觀表現(xiàn)為比表面積，較大的比表面積，粒子的表面能也就高，使得附著表面的原子活性高，以此來(lái)可發(fā)揮抗菌作用，同時(shí)納米粒子的不穩(wěn)定影響其耐久性;納米粒子的尺寸效應(yīng)容易使納米粒子聚集(物理聚集非化學(xué)接枝)，進(jìn)而影響抗菌效果的均勻性，使得經(jīng)抗菌整理的織物，部分抗菌性能強(qiáng)，部分抗菌性能弱。

　　2.3 納米抗菌材料的制備

　　一般納米抗菌材料本質(zhì)上真正發(fā)揮抗菌作用的是納米抗菌粒子和納米膠囊。納米抗菌粒子的制備多種多樣，方法有：激光消融法、激光蒸凝法、化學(xué)液相沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱法、輻射(微波、γ射線(xiàn))化學(xué)合成等方法。各納米顆粒的制備要結(jié)合自身的物化性能選則制備方法。另外還有一種新興的生物制備法即(主要有兩大體系)：一類(lèi)是利用微生物的生物活性或細(xì)胞表面有機(jī)官能團(tuán)的物理化學(xué)作用還原金屬離子;另一類(lèi)是利用天然材料本身含有的還原性物質(zhì)還原金屬離子。

　　3 紡織品的納米抗菌機(jī)理

　　據(jù)現(xiàn)有的相關(guān)資料，闡述納米紡織品抗菌機(jī)理的解釋主要有四種：第一種，金屬離子溶出抗菌。經(jīng)整理的紡織品含有金屬離子與附著其上的微生物的蛋白酶發(fā)生化學(xué)方應(yīng)，破壞微生物細(xì)胞的新陳代謝，從而殺死細(xì)菌。第二種，光催化殺菌機(jī)理(活性氧抗菌機(jī)理)，利用自由基的強(qiáng)氧化性阻礙生物細(xì)胞的增值，從而殺死細(xì)菌。第三種，接觸性殺菌，帶正電的金屬陽(yáng)離子能與帶負(fù)電的細(xì)菌互相吸引，破壞細(xì)胞的穩(wěn)定。第四種，新型空穴抗菌機(jī)理，即納米材料具有的空穴與環(huán)境中的水或氧作用，產(chǎn)生抑菌因子，抑菌因子的強(qiáng)氧化性，能夠破壞微生物細(xì)胞的增殖，最終起到抑制或殺滅細(xì)菌的作用。

　　4 納米抗菌紡織品

　　4.1 納米抗菌粒子

　　納米抗菌劑種類(lèi)繁多，大致可分為有機(jī)與無(wú)機(jī)抗菌劑。無(wú)機(jī)抗菌劑主要指金屬離子與相應(yīng)的金屬氧化物。有機(jī)抗菌劑按其來(lái)源分為天然和人工合成抗菌劑兩大類(lèi)。

　　4.1.1 無(wú)機(jī)納米抗菌粒子

　　無(wú)機(jī)納米抗菌劑主要分類(lèi)，且各粒子間可以復(fù)合一起發(fā)揮抗菌作用。用范圍較廣。二氧化鈦可以與多種粒子復(fù)合如：二氧化鈦/殼聚糖、鉑/二氧化鈦、銀/二氧化鈦、二氧化硅/二氧化鈦、CNT/TiO2等。

　　其中銀與二氧化鈦的復(fù)合使材料具有高效的抗菌性。其復(fù)合模擬。銀也能與多種粒子復(fù)合或反應(yīng)制得新的抗菌劑，例如：AgCl、Ag/PVP、Ag/SiO2等;與銀相比氧化鋅具有成本低，而且降低氧化鋅粒子的比表面積，在光照的條件下，與一般條件下相比其抗菌的性能會(huì)被提高。銅元素的抗菌性能比銀低，銅元素常常與其它抗菌材料混合使用;CNT是通過(guò)破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜發(fā)揮抗菌作用，其CNT-Fe/CO，CNT-CO，CNTSnO，CNT-SiO2，CNT-ZnO，CNT-SnO2，CNT-SiC等的抗菌性能正處在研究之中。對(duì)于金元素，研究證明金/藥物混合能提高藥物的抗菌性。在細(xì)胞代謝的過(guò)程中，鎵離子能夠誤導(dǎo)細(xì)胞識(shí)別將鎵離子當(dāng)成三價(jià)鐵離子，干擾細(xì)胞的代謝進(jìn)而達(dá)到殺死細(xì)菌的目的。

　　4.1.2 有機(jī)納米抗菌粒子

　　天然有機(jī)抗菌劑主要從動(dòng)物(蟹和蝦的殼)中提煉精制的，這種物質(zhì)稱(chēng)之為甲殼素。甲殼素經(jīng)過(guò)脫乙酰化反應(yīng)制成含有納米級(jí)的-NH+3離子的殼聚糖，-NH+3離子能對(duì)多種細(xì)菌表現(xiàn)出抗菌性。另一類(lèi)更占主導(dǎo)地位的納米有機(jī)抗菌劑是合成類(lèi)納米有機(jī)抗菌劑，主要品種有季銨鹽類(lèi)、雙胍類(lèi)、醇類(lèi)、酚類(lèi)、有機(jī)金屬類(lèi)、吡啶類(lèi)、噻吩類(lèi)等。其作用機(jī)理主要是與細(xì)菌和霉菌的細(xì)胞表面陰離子結(jié)合，或與巰基反應(yīng)，破壞蛋白質(zhì)和細(xì)胞膜的合成系統(tǒng)，抑制細(xì)菌和霉菌繁殖。人工合成的抗菌劑具有毒性大、耐熱性低、耐久性差等缺點(diǎn)。

　　4.1.3 有機(jī)與無(wú)機(jī)的復(fù)合作用抗菌

　　最典型的有機(jī)與無(wú)機(jī)復(fù)合的抗菌材料為納米微膠囊。納米抗菌膠囊是由有機(jī)物作為膠囊的殼，其抗菌作用的無(wú)機(jī)氧化物或者金屬離子置于膠囊內(nèi)。

　　4.2 抗菌納米纖維

　　抗菌納米纖維既可以通過(guò)傳統(tǒng)的紡絲方法(纖維劈裂、熔融)獲得，又可以靜電紡絲的方法獲得。靜電紡絲是近年興起的一種簡(jiǎn)單又有效的紡納米纖維的方法。但是由于其紡絲液中的納米顆粒，使得靜電紡絲具有可紡性差、抗菌劑易流失、抗菌效率低、所紡纖維力學(xué)性能差等缺點(diǎn)。

　　4.3 抗菌織物

　　抗菌織物按照織物的加工工藝可分為針織、機(jī)織、非織造(敷料、衛(wèi)生巾)。非織造常采用靜電紡絲方法獲得抗菌性能，前兩種常采用后整理的方法擁有抗菌的效果。其中，對(duì)于抗菌性要求高，手感要求不高的紡織品，可采用涂層整理法，從而使納米漿料在織物表面形成柔軟的功能性涂層。

　　5 納米抗菌紡織品的展望

　　納米材料在生物與醫(yī)學(xué)紡織品具有很大的應(yīng)用前景。通過(guò)對(duì)一些動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)證明，一些納米材料對(duì)于皮膚是無(wú)傷害的。在享受它給人們帶來(lái)的效益同時(shí)，我們也要思考一些不利影響。08年就有30個(gè)來(lái)自不同國(guó)家的科學(xué)家對(duì)納米材料被吸入的副作用進(jìn)行研究。多年來(lái)被吸入人體的CNT已經(jīng)被證明是有毒的。銀和二氧化鈦被人體吸收后有促進(jìn)發(fā)炎的作用，此外二氧化鈦還能使人有過(guò)敏反應(yīng)。因此，在研究納米材料的同時(shí)，要注重多學(xué)科的交叉，取長(zhǎng)補(bǔ)短綜合考慮。

　　6 結(jié)論

　　隨著人們的生活水平的不斷提高，人們穿著使用的紡織品要求抗菌整理的意識(shí)也逐漸上升。納米抗菌技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)隨之增加，這就要求相關(guān)研究人員要不斷地開(kāi)發(fā)完善納米技術(shù)，同時(shí)也要保障技術(shù)的應(yīng)用對(duì)人體無(wú)危害。

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