卓賢德
摘 要:納米技術(shù)在生活中的應(yīng)用十分廣泛,常見的行業(yè)有醫(yī)療與美容。而在食品、建筑、軍事、環(huán)保以及紡織等行業(yè)也具有廣闊的應(yīng)用前景,本文就紡織服裝領(lǐng)域納米技術(shù)的應(yīng)用與安全性作簡要的闡述。
關(guān)鍵詞:紡織服裝領(lǐng)域;納米技術(shù);應(yīng)用與安全性
中圖分類號:TB114 文獻標識碼:A
納米技術(shù)應(yīng)用于紡織行業(yè)主要是利用物理方面獨特的特性,通過加工處理對原有纖維物的性能做改變與調(diào)整,并使其產(chǎn)生新的功效。改變的內(nèi)容包括了外觀,使用時的舒適度,自身對于污物的清理、醫(yī)療保健功能等。
一、紡織品服裝創(chuàng)新開發(fā)中納米技術(shù)的作用
(一)纖維素的功能性處理
將棉纖維自身所具有的空隙看作是納米的反應(yīng)器,通過合適的溶劑使空隙得到充分膨化。之后在受限空間內(nèi)進行反應(yīng)。在空隙內(nèi)植入金屬微粒。采用的是類似于納米微粒生產(chǎn)的方法。比如將銀粒子在纖維上還原,以金屬銀的納米顆粒形式存在,沉淀在纖維空間內(nèi)。之后將其固定在空間內(nèi)部,該過程利用的是纖維遇堿產(chǎn)生的不可逆膨脹特性。制成的功能性纖維有抗菌,防臭等功能。
(二)著色因子植入
某些合成纖維存在染色困難現(xiàn)象,會影響到某些服裝面料使用,如聚丙烯。某些纖維在著色過程中則必須要用到載體,會對環(huán)境造成污染,工藝在發(fā)展過程中必然面臨著淘汰。但是納米技術(shù)則可以解決這個問題。在纖維合成過程中添加納米材料,添加材料可以與纖維發(fā)生一定反應(yīng)。通過增加纖維的染色位置來對其染色性能改變。
(三)抗菌,防臭纖維的制造
納米材料的特征在于占有較大比例的原子所處在環(huán)境都存在缺陷性。表面原子周圍缺少原子,顆粒出現(xiàn)了大量的剩余懸鍵,從而具有了不飽和性質(zhì)。該性質(zhì)則決定了納米材料的特殊性質(zhì)。實驗已經(jīng)證明,納米級別的ZnO粉體表面存在一定的鋅氧比。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鋅離子。由于氧負離子空位形成的電穴可以將空氣中的氧激活變?yōu)榛钚匝?。該物質(zhì)的化學(xué)活性極強,可以與多種有機物進行化學(xué)反應(yīng),從而殺死細菌與病毒。將納米級別的ZnO粉摻入聚酯纖維之中,制造的合成纖維有殺菌,殺毒的作用,同時也能夠屏蔽紫外線。該種面料可以應(yīng)用于手術(shù)服等醫(yī)務(wù)工作人員服裝,也可以作為內(nèi)衣,外裝等用料。
(四)纖維綜合力學(xué)性能的提升
綜合力學(xué)性能的提升主要是利用了納米復(fù)合技術(shù)。比如利用原位插層聚合法。該方法完全區(qū)別于傳統(tǒng)方法,利用該方法將單體滲入黏土片層活性中心反應(yīng)器中,進行原位聚合。反應(yīng)器是納米級的,而原位聚合是定量的。從而實現(xiàn)納米相自組裝排列與分散,從而實現(xiàn)納米級別水平材料設(shè)計。
(五)自清潔納米材料應(yīng)用于紡織材料
在紫外線的作用下,氧化鈦以納米微粒在形式存在,會產(chǎn)生氧化反應(yīng)。在陽光作用下可以將微粒表面的污物進行分解。自清潔材料正是利用了該效應(yīng)。將氧化鈦微粒涂于材料上可以形成特殊的界面。而材料表面呈現(xiàn)出的雙疏性則會強于一般情況。由此研發(fā)新的界面材料。其基本原理在于將納米級別的幾何形狀界面結(jié)構(gòu)建立在特定的表面上。從宏觀上來看相當于材料的表面有一層氣體薄膜、油、水等污物無法直接與材料接觸。將其應(yīng)用于汽車行業(yè),在下雨時就不需要刮水器。應(yīng)用于眼鏡行業(yè),就不會因為溫度變化鏡片形成水膜。經(jīng)過該技術(shù)處理的紡織面料在拒水與拒油方面表現(xiàn)出的性能卓越。而纖維自身的某些性能如強度,親和力不會產(chǎn)生影響。同時也能增加特殊的效果,如殺菌。
(六)碳納米纖維管
碳納米管在力學(xué)性能方面表現(xiàn)良好,實驗與理論都已經(jīng)證明,納米管的剪切與楊氏模量和金剛石是相當?shù)?。與鋼相比,強度大而密度小。在柔性、延伸率、彎曲性、彈性、耐高溫、不燃等方面都表面出了良好的性能。
(七)納米光敏微米應(yīng)用于紡織面料
納米光敏對于可見光較為敏感,依據(jù)其波長的不同及對可見光的敏感程度可以對自身色彩進行調(diào)節(jié),從而與周圍環(huán)境更好的融合在一起,形成保護色。將該種性能用于紡織,服裝就有了隱形功能。
二、納米技術(shù)與紡織材料的結(jié)合方式
(一)涂布法
該方法是將含有納米粒子的材料與織物表面相結(jié)合,從而形成納米織物。如將面料的表層涂上與納米粒子混合的高分子薄膜。當納米薄膜與其他的面料復(fù)合時,會產(chǎn)生細微的凹凸。在水存在的情況下,細微的凹凸會使其他物質(zhì)及灰塵離開涂層的表面,從而將其潔凈。利用此種面料制作的服裝,在清洗的時候無需要進行搓洗,只需要適量的噴水并進行擦拭,衣服就會恢復(fù)潔凈。
(二)混裹法
該方法是將含納米粒子材料或者是納米粒子與其他的纖維進行混合,形成納米纖維。如將其應(yīng)用于消防服,可以有效地減輕消防服的重量并且能夠有效地抑制烈火灼燒。通過分散粒子將碳系粒子均勻地分布于碳系纖維之中,其升熱擴散功能會有效的提升,由于具備了更好的熱傳導(dǎo)效率,面料的耐熱與隔熱性能都能夠有效提升。而自身重量也會相應(yīng)減輕,衣物舒適性也會大幅增加。
(三)包覆法
此方法是將納米粒子植入纖維中,或者將纖維的外部用含有納米粒子物質(zhì)進行包覆,從而形成具有納米特性的紡織材料。科學(xué)家研究已經(jīng)證實了可以利用人體活動提供從能量,以作為納米發(fā)電機的能量來源。通過納米技術(shù)將能量進行轉(zhuǎn)換,就可以產(chǎn)生電流。
三、納米紡織品服裝的安全性問題分析
技術(shù)是一把雙刃劍,納米技術(shù)與納米材料的應(yīng)用給人們生活帶來便利的同時,也會帶來某些安全方面的問題。而最主要的是對人體健康造成的危害。工業(yè)與商業(yè)化過程中使用到的納米顆粒有一定的毒性,使用該材料制造的產(chǎn)品在對環(huán)境造成影響的同時,更重要的是對人體健康造成了危害。比如碳納米管會導(dǎo)致胃癌與肺癌。納米銀則會將人體過敏的概率大幅度提升。
納米之所以有巨大的優(yōu)勢就在于其具有較小的體積,但是從另一方面而言,對人體危害最大的也正是這一特性。細小的納米粒子通過呼吸作用進入人的身體,也可以由人體皮膚進入,到達內(nèi)部器官。研究發(fā)現(xiàn),當顆粒直徑在100納米時,穿透肺部防線的時間不到一分鐘。出現(xiàn)在其他的器官的時間不會超過一個小時。在時間的作用下,人體內(nèi)顆粒會過度積累,影響到身體健康甚至是威脅到生命。如肺部炎癥,DNA損傷,內(nèi)臟組織病變,胎兒發(fā)育異常等。與蛋白質(zhì)、細菌等相互作用則可能會帶來一些新的疾病。比如在醫(yī)學(xué)界已經(jīng)有了納米病理學(xué)學(xué)科。
鑒于納米技術(shù)存在的問題較多,因此在某些領(lǐng)域使用時要慎重。比如在某些年齡段,衣物在生產(chǎn)過程中要對含有納米粒子的材料進行處理,降低納米粒子進入到人體的概率?;蛘呤鞘褂酶冗M的方法所生產(chǎn)的材料。除了從年齡方面來考慮以外,還要從與人體接觸面積方面來考慮。某些物品與人體的接觸面積較大,關(guān)系也比較密切,這一類主要是貼身衣物,如內(nèi)衣,浴衣,睡衣,還有床單,毛巾,浴巾等。此類物品要通過一定的技術(shù)手段將其對人體有害的部分進行規(guī)避。在生產(chǎn)上則可能地減少成品材料中含有的對人體的有害物質(zhì),從源頭上保證產(chǎn)品的安全。
技術(shù)可以為人們帶來便利,關(guān)鍵就在于如何利用。對于行業(yè)而言,就應(yīng)該有行業(yè)規(guī)范,納米技術(shù)應(yīng)用于紡織行業(yè),相應(yīng)地也應(yīng)該有規(guī)范為人體健康提供保證。除過行業(yè)標準,政府要從宏觀角度來把握,制定嚴格的質(zhì)量標準,同時為了確保標準在實施過程中的有效性,可以將其上升到法律法規(guī)層面,形成一種強制性約束。管理工作人員在工作過程中要嚴格依據(jù)相應(yīng)標準及規(guī)定行事,加強對企業(yè)的監(jiān)督,從多個方面來保證產(chǎn)品質(zhì)量及安全。
結(jié)語
技術(shù)推動了社會的發(fā)展,給人們的生活帶來了便利,但是在技術(shù)應(yīng)用過程中也會存在不好的一面,不應(yīng)該被忽視。納米技術(shù)應(yīng)用于紡織行業(yè)的前提是,技術(shù)不會對人體健康帶來影響。要實現(xiàn)這個目標就要從多個方面入手,從管理、制度、標準、法律等多方面形成合力,從而讓技術(shù)真正地為人類服務(wù)。
參考文獻
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