納米與無紡結(jié)合：創(chuàng)新應(yīng)用如虎添翼

文/冀敏

納米技術(shù)通過在多種紡織產(chǎn)品上的廣泛應(yīng)用已展現(xiàn)出創(chuàng)新纖維和高效能紡織產(chǎn)品的前景，而納米技術(shù)在無紡織業(yè)上的應(yīng)用為工業(yè)帶來了更多更廣的應(yīng)用。可以期待，納米技術(shù)在無紡織布上的運(yùn)用可在未來10年內(nèi)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

納米技術(shù)所用的材料其長度大多都在1～100納米之間。納米技術(shù)倡導(dǎo)者將納米技術(shù)定義為“對擁有所提及的長度的物質(zhì)的理解、操作和控制，如材料物理化學(xué)和生物性能（原子個體，分子和質(zhì)體）可通過設(shè)計、合成和改變開發(fā)出下一代材料，結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)”。

最近一項由美國行業(yè)咨詢公司RNCOS所做的研究表明，全球納米技術(shù)市場在2017年突破489億美元。在無紡織布領(lǐng)域納米科技主要運(yùn)用于纖維和成品兩方面。納米纖維，也就是通過類似擁有納米直徑的電紡絲技術(shù)所制造且發(fā)展出來的。從而得以在醫(yī)療保健、工業(yè)領(lǐng)域和過濾領(lǐng)域研發(fā)出新產(chǎn)品。例如，納米應(yīng)用于聚酰胺和聚氟乙烯納米纖維，包括靜電紡絲或離心紡絲，所形成的聚合物熔融過程包括了熔融紡絲和熔噴，為獲取聚丙烯和聚酯納米纖維，業(yè)界也采用了熔融加工過程，而經(jīng)納米處理的這個過程，其產(chǎn)品得到更廣泛的運(yùn)用。

納米技術(shù)與上述材料的結(jié)合，具體體現(xiàn)在需要增加體積或減輕重量方面時，納米技術(shù)則能大顯身手。納米纖維在無紡織布領(lǐng)域的應(yīng)用主要在過濾，如室內(nèi)和工業(yè)加熱領(lǐng)域的空氣凈化、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)上具有獨特的作用。在過去，超細(xì)納米纖維無紡產(chǎn)品僅限制在汽油和石油的過濾、電池、電容器和燃料電池等儲存等領(lǐng)域，其分離器和陽極都有納米無紡品應(yīng)用的蹤跡。

醫(yī)療終端也不乏使用納米無紡品。例如，納米技術(shù)應(yīng)用于無紡，即在纖維鏈外殼上的應(yīng)用，使其拆散后不殘留任何物質(zhì)。這個概念是模仿壁虎牢牢抓住物體表面的功能。生物相容性的納米無紡織布主要用來設(shè)計此類的產(chǎn)品。另外的應(yīng)用則是，使抗菌紡織具有抑制細(xì)菌繁殖的功能，其中的運(yùn)用如銀或銅化合物使細(xì)菌分子斷裂。納米無紡纖維和生物聚合物上的應(yīng)用推動著再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展，以此又研發(fā)出人體支架的材料，植入人體后可盡快形成人造組織細(xì)胞，為再生做準(zhǔn)備。并且，這類無紡納米纖維在給藥治療、傷口敷藥和骨支架領(lǐng)域也具有潛在的應(yīng)用。

納米技術(shù)也為服裝產(chǎn)業(yè)提供多種功能，如紡織紫外線防護(hù)。這是一種新型功能，而含有鈦氧化物和氧化鋅的納米無紡材料則能達(dá)到另一種效果。因為納米服裝具有吸收紫外線的功能，因此受到諸多服裝領(lǐng)域的重視。經(jīng)進(jìn)一步試驗，科學(xué)家確信，用納米無紡品制成的服裝可更大程度上降低皮膚癌的發(fā)生。而且，納米顆?？商岣邿o紡織品的耐磨性和尺寸的穩(wěn)定性。因此這就意味著，作為用納米無紡品制造的產(chǎn)品如今具有高強(qiáng)度且能避免因長時間暴露于陽光下而發(fā)生脫色等不利影響。

納米技術(shù)在應(yīng)用于無紡品前，聚酯在纖維材料的親水性方面很難發(fā)生改變。但滌綸纖維在擁有納米級的多胺涂層后可吸收水分逾40%，大大超出了過去的自然吸水功能。由此可見，納米無紡品增添的新功能，即高強(qiáng)度的吸水性得以應(yīng)用于更多領(lǐng)域。無論是服裝制造或是汽車零部件生產(chǎn)，原來的無紡品添加了納米功能后，其作用更加明顯，使無紡品能因此獲得多種功能，制造商和消費者大大受益。在防護(hù)型無紡品方面，納米除了多種功能，在改善電氣、機(jī)械和屏蔽性能方面也扮演著重要角色。如碳納米管已用于生產(chǎn)無紡布防靜電服裝面料。

納米濾膜技術(shù)則是另一應(yīng)用，它可用于紡織工業(yè)的染色清理和廢水處理等。在封閉的應(yīng)用無紡和有機(jī)分子和離子化合物的加工過程中，納米濾膜可保留染色分子且能過濾污水，這樣就為重復(fù)使用水資源提供了可能性。這聽起來不可思議，但無紡與納米技術(shù)相結(jié)合，在不久的將來肯定可以解決如水資源短缺和氣候變化等問題?？傊?，無紡與納米技術(shù)相結(jié)合，兩者能齊頭并進(jìn)，不可避免地獲得更深更廣的應(yīng)用，還能在保護(hù)環(huán)境方面大有可為。

由于吸收太陽輻射而提高了大氣溫度的緣故，炭黑素的排放成為導(dǎo)致氣候變化和冰川融化的罪魁禍?zhǔn)?。而具有納米顆粒的無紡品卻能在空中將炭黑素加以攔截和過濾。此項技術(shù)盡管還處于萌芽階段，但它讓人們看到了未來的希望。在納米顆粒運(yùn)用于無紡時代，研發(fā)這樣的產(chǎn)品對現(xiàn)實和未來都具有更大的意義。

在用無紡品制作的防護(hù)服，如戶外裝、滑雪服和登山服等方面，大量使用變相材料后，這些產(chǎn)品已得到長足的發(fā)展。變相材料涂在穿戴者的無紡制品層上能產(chǎn)生意想不到的好處。在體溫過低時，變相材料會結(jié)晶核釋放熱來保持體溫，而在體溫過高時，變相材料則會吸收熱量以達(dá)到降溫效果。納米技術(shù)正是采用與變相材料相類似的方法，使無紡品的效能大大提高，甚至超越了變相功能所帶來的變化。如設(shè)計的太空服抗輻射增強(qiáng)，溫控更好，應(yīng)用到野外運(yùn)動服、軍裝甚至床上用品等領(lǐng)域時，納米卻能強(qiáng)化原有的功能。

毫無疑問，納米無紡將給未來的商業(yè)領(lǐng)域帶來令人振奮的科技產(chǎn)品。無紡和納米技術(shù)的結(jié)合不僅使新應(yīng)用如虎添翼，更可以給空氣動力學(xué)、環(huán)保、建筑紡織、醫(yī)療保健和人體防護(hù)等多個領(lǐng)域提供很多機(jī)遇并產(chǎn)生更多的創(chuàng)新應(yīng)用。