納米與無紡結合：創新應用如虎添翼

文/冀敏

納米技術通過在多種紡織產品上的廣泛應用已展現出創新纖維和高效能紡織產品的前景，而納米技術在無紡織業上的應用為工業帶來了更多更廣的應用?？梢云诖?，納米技術在無紡織布上的運用可在未來10年內帶來更大的經濟效益。

納米技術所用的材料其長度大多都在1～100納米之間。納米技術倡導者將納米技術定義為“對擁有所提及的長度的物質的理解、操作和控制，如材料物理化學和生物性能（原子個體，分子和質體）可通過設計、合成和改變開發出下一代材料，結構和系統”。

最近一項由美國行業咨詢公司RNCOS所做的研究表明，全球納米技術市場在2017年突破489億美元。在無紡織布領域納米科技主要運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所制造且發展出來的。從而得以在醫療保健、工業領域和過濾領域研發出新產品。例如，納米應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，業界也采用了熔融加工過程，而經納米處理的這個過程，其產品得到更廣泛的運用。

納米技術與上述材料的結合，具體體現在需要增加體積或減輕重量方面時，納米技術則能大顯身手。納米纖維在無紡織布領域的應用主要在過濾，如室內和工業加熱領域的空氣凈化、通風和空調系統上具有獨特的作用。在過去，超細納米纖維無紡產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域，其分離器和陽極都有納米無紡品應用的蹤跡。

醫療終端也不乏使用納米無紡品。例如，納米技術應用于無紡，即在纖維鏈外殼上的應用，使其拆散后不殘留任何物質。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計此類的產品。另外的應用則是，使抗菌紡織具有抑制細菌繁殖的功能，其中的運用如銀或銅化合物使細菌分子斷裂。納米無紡纖維和生物聚合物上的應用推動著再生醫學的發展，以此又研發出人體支架的材料，植入人體后可盡快形成人造組織細胞，為再生做準備。并且，這類無紡納米纖維在給藥治療、傷口敷藥和骨支架領域也具有潛在的應用。

納米技術也為服裝產業提供多種功能，如紡織紫外線防護。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域的重視。經進一步試驗，科學家確信，用納米無紡品制成的服裝可更大程度上降低皮膚癌的發生。而且，納米顆?？商岣邿o紡織品的耐磨性和尺寸的穩定性。因此這就意味著，作為用納米無紡品制造的產品如今具有高強度且能避免因長時間暴露于陽光下而發生脫色等不利影響。

納米技術在應用于無紡品前，聚酯在纖維材料的親水性方面很難發生改變。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，即高強度的吸水性得以應用于更多領域。無論是服裝制造或是汽車零部件生產，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。在防護型無紡品方面，納米除了多種功能，在改善電氣、機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無紡布防靜電服裝面料。

納米濾膜技術則是另一應用，它可用于紡織工業的染色清理和廢水處理等。在封閉的應用無紡和有機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，但無紡與納米技術相結合，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。總之，無紡與納米技術相結合，兩者能齊頭并進，不可避免地獲得更深更廣的應用，還能在保護環境方面大有可為。

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致氣候變化和冰川融化的罪魁禍首。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。在納米顆粒運用于無紡時代，研發這樣的產品對現實和未來都具有更大的意義。

在用無紡品制作的防護服，如戶外裝、滑雪服和登山服等方面，大量使用變相材料后，這些產品已得到長足的發展。變相材料涂在穿戴者的無紡制品層上能產生意想不到的好處。在體溫過低時，變相材料會結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到降溫效果。納米技術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。如設計的太空服抗輻射增強，溫控更好，應用到野外運動服、軍裝甚至床上用品等領域時，納米卻能強化原有的功能。

毫無疑問，納米無紡將給未來的商業領域帶來令人振奮的科技產品。無紡和納米技術的結合不僅使新應用如虎添翼，更可以給空氣動力學、環保、建筑紡織、醫療保健和人體防護等多個領域提供很多機遇并產生更多的創新應用。