隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單一性能的材料已不再能夠滿足人們的需要。納米技術(shù)的發(fā)展和系列功能納米材料的開發(fā)和市場化為發(fā)展多功能的健康紡織品帶來了契機。利用納米材料的各種特殊性能從根本上改變化學(xué)纖維原有的物理機械及化學(xué)性能，已獲得了一系列適合于不同用途的優(yōu)良復(fù)合纖維如：抗紫外纖維;抗菌、抑菌和除臭纖維;遠紅外纖維;導(dǎo)電纖維;防輻射纖維。但總的來說，無機功能分散相在成纖高聚物基體中的納米尺度分散這一關(guān)鍵技術(shù)問題和納米技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的共性問題，仍沒有得到充分解決。目前已部分產(chǎn)業(yè)化的功能纖維，功能粒子在纖維中的分散、納米材料的原有特性沒有充分發(fā)揮，可控性程度還較低，導(dǎo)致生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性不夠。
因此，雖然納米技術(shù)的飛速發(fā)展成為制備特種功能纖維的重要手段之一，為特種功能紡織品的發(fā)展注入了新的活力，然而功能材料在高聚物基體中的納米尺度分散仍是納米功能紡織品研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)和瓶頸問題。所以雖然納米氧化鋅（ZnO）具有很多的優(yōu)異性能，在許多方面都有較為廣泛的應(yīng)用，但由于其無機納米材料本身的極性和顆粒細微化，因而具有極大的比表面積和較高的比表面能，使它們不易在非極性介質(zhì)中分散。在極性介質(zhì)中易凝聚，從而直接影響了其性能的發(fā)揮。
以至于最終使用時失去了納米顆粒所具備的性能。且由于它們?yōu)闊o機物，與有機物類的物質(zhì)親和性較差，這導(dǎo)致了納米氧化鋅（ZnO）在高聚物纖維中的實際應(yīng)用困難，因而在納米氧化鋅（ZnO）的開發(fā)過程中必須解決這一關(guān)鍵的瓶頸問題。
我公司與有關(guān)高校進行合作研究，利用自產(chǎn)的納米氧化鋅經(jīng)過表面改性處理后與高聚物基體丙綸（pp）、滌綸（PET）以及尼龍6（PA）共混具有抗菌、抗紫外功能的高技術(shù)復(fù)合纖維。在整個研究過程中，我們通過探討納米氧化鋅粉末的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其性能，研究納米氧化鋅粉末的抗菌機理（納米氧化鋅粉末在與細菌接觸時，鋅離子會緩慢釋放出來，與細菌細胞膜及膜蛋白結(jié)合，破壞其結(jié)構(gòu)，進入細胞后破壞電子傳遞系統(tǒng)的酶并與DNA反應(yīng)，達到抗菌目的）和其抗紫外效應(yīng)（一般來說紫外線的透過率在10％以下（或遮蔽率在90％以上）的可稱之為防紫外線織物。），以及不斷調(diào)整控制其高聚物基體共混造粒紡絲的工藝參數(shù)，最終制得各含納米氧化鋅（ZnO）的抗菌、抗紫外功能纖維。通過采用抗菌性能試驗方法，對各功能纖維進行抗菌性能測試，其結(jié)果表明：含納米氧化鋅（ZnO）粉末的三種共混高聚物功能纖維的抗菌率可以達到99.9％，通過使用雙光束紫外可見分光光度計（積分球）對之進行測試，結(jié)果表明：含納米氧化鋅（ZnO）粉末的三種共混高聚纖維的紫外光平均透過率小于7％。
因此，在一定程度上可以說，我們研究開發(fā)出納米氧化鋅（ZnO）具有抗菌、抗紫外功能高技術(shù)纖維的自主知識產(chǎn)權(quán)。
當(dāng)今國際上在抗菌纖維研制方面基本上都是采用含銀沸石作為抗菌劑，而使用當(dāng)前研究的熱點納米級半導(dǎo)體光催化抗菌劑納米氧化鋅作為抗菌粉體添加劑的報道并不多。但由于納米氧化鋅（ZnO）具有奇特的“表面效應(yīng)”在陽光（尤其是在紫外線）照射下，能自行分解出自由移動的帶負電的電子，同時留下帶正電的空穴。這種空穴可以激活空氣中的氧變?yōu)榛钚匝�，有極強的化學(xué)活性能與多種有機化合物反應(yīng)（包括細菌內(nèi)的有機物），從而把多數(shù)病菌和病毒殺死。）、光催化效應(yīng)以及價格相對低廉的優(yōu)點，使得對采用其作為新的抗菌粉體添加劑具有非常大的實際意義。
不僅如此，由于地球臭氧層遭到破壞，導(dǎo)致了紫外線對地球生物圈輻射量的不斷增加，人們特別是年輕人在戶外休閑的逐漸延長，射線對人類健康造成的危害正在日益加重。盡管近年來國際上開始限制使用引起臭氧層變薄的化學(xué)物質(zhì)，但就目前臭氧層遭到破壞的程度而言，對人體最有害的UVB區(qū)（280～320nm）、UVA區(qū)（320～400nm）的短波紫外線仍能到達地面。由于這些短波段紫外光的照射會產(chǎn)生自由基，造成細胞及組織損傷，加速老化過程，從而導(dǎo)致皮膚曬黑及由紫外線吸收造成的皮膚疾患，甚至?xí)つw癌，對人類的健康造成很大的傷害。因此，為了降低各種波長的紫外線對人類的危害，開發(fā)出一種防紫外線穿透的纖維以滿足不斷增長的生活需求也是影響深遠。
要制造含抗紫外線添加劑的抗紫外線纖維，首先要選擇合適的抗紫外線添加劑（又稱紫外線吸收劑、紫外線穩(wěn)定機劑）。這是一類能選擇吸收波長為290～400nm的紫外線，有效的防止和抑制光、氧化作用而自身結(jié)構(gòu)不起變化的助劑。這類紫外線吸收助劑還應(yīng)具有無毒、低揮發(fā)性、良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐水解性、耐水中萃取性、與成纖高聚物的相容性等特點，其中由于納米氧化鋅（ZnO）具有紫外線透射率較低的特性，因而可以考慮用于抗紫外線纖維的制備。
根據(jù)氧化鋅的一些本身特性，我們發(fā)現(xiàn)納米氧化鋅是一種絕佳的抗菌、抗紫外無機粉體，具有適用面廣、效率高、有效期長的特點，可用于制備同時兼?zhèn)淇咕涂棺贤鈨煞N功能的高技術(shù)纖維。它區(qū)別于以往常用的有機抗菌劑（易產(chǎn)生微生物耐（抗）藥性，并存在易遷移、耐熱性等缺點，在塑料加工溫度下還易分解失效，且分解產(chǎn)物可能會造成二次污染。），而采用物理吸附離子交換方法，將鋅金屬附載于多孔材料表面，利用金屬離子的抗菌能力，通過緩釋作用達到長效抑菌的目的。由于它不產(chǎn)生耐藥性且安全無毒，特別是其突出的耐熱性（>600℃），使得納米氧化鋅在抗菌材料應(yīng)用中有著明顯的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。它的納米微粒優(yōu)異的光吸收特性還區(qū)別于以往的抗紫外線添加劑（大多數(shù)是有機物，有一定毒性，隨著涂層日曬時間的延長，其紫外線屏蔽性能會逐漸降低，最終失效。），具有有效作用時間長，紫外線屏蔽波段長，以及化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好、無毒、無刺激性等優(yōu)點，因而使用很安全，具有實際應(yīng)用的優(yōu)勢。
事實上，運用納米功能無機材料作為抗菌劑和抗紫外添加劑的抗菌、抗紫外纖維正漸漸成為市場上繼保健功能遠紅纖維、負離子纖維之后的又一種新穎的新型功能纖維。因而，我們所研制開發(fā)出的納米氧化鋅（ZnO）抗菌、抗紫外功能纖維是一種極具有開發(fā)前景的防護功能性纖維。我們預(yù)計設(shè)想的納米氧化鋅（ZnO）抗菌、抗紫外功能纖維的實際應(yīng)用領(lǐng)域主要的有以下幾方面：
A、生活日用品領(lǐng)域
納米氧化鋅（ZnO）在服飾方面的應(yīng)用，例如：運動衫、罩衫、制服、套褲、職業(yè)服、泳衣和童裝等，也用于帽子、面罩和太陽傘的原料。此外，它還被用于工業(yè)和裝飾方面，例如：廣告用布、戶外裝飾布等。納米氧化鋅（ZnO）的抗菌性能可用于生產(chǎn)滌綸長絲產(chǎn)品，它可以廣泛用于針織的內(nèi)衣褲、運動服裝、襪子、地毯等。
B、專業(yè)衛(wèi)生領(lǐng)域（醫(yī)用及民用）
在醫(yī)用方面，納米氧化鋅（ZnO）的抗菌滌綸短纖可以與棉混紡制成醫(yī)院用的床單、手術(shù)服、醫(yī)生工作服、病員服等。而在民用方面，納米氧化鋅（ZnO）的抗菌滌綸短纖可以用于食品行業(yè)專用服以及各種床上用品、家具布、裝飾布等。紫外，納米氧化鋅（ZnO）還可以制備各種醫(yī)用及民用無紡布產(chǎn)品，例如：無菌手術(shù)服、無菌口罩、衛(wèi)生包覆材料、過濾材料以及婦女衛(wèi)生用品、尿布等產(chǎn)品。
C、野外戶外作業(yè)領(lǐng)域
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，旅游業(yè)在不斷興旺發(fā)展，各類相應(yīng)野外產(chǎn)品因而也相繼問世。納米氧化鋅（ZnO）的抗紫外性能使得其可用于生產(chǎn)各類遮陽傘、窗簾、運輸蓬布和各類帳篷用布等。
在中國加入世界貿(mào)易組織后，中國紡織業(yè)迎來了巨大的發(fā)展機遇，同時也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn);在新形勢下，中國化學(xué)纖維發(fā)展的重點已從“發(fā)展總量”轉(zhuǎn)變到“發(fā)展先進生產(chǎn)力與結(jié)構(gòu)調(diào)整并舉”，其中推動技術(shù)升級和加快結(jié)構(gòu)調(diào)整是重中之重。納米技術(shù)的飛速發(fā)展為特種功能紡織品的發(fā)展注入了新的活力，已成為制備特種功能纖維的重要手段之一。納米氧化鋅（ZnO）是一種面向21世紀(jì)的新型高功能精細無機產(chǎn)品，在纖維中能同時體現(xiàn)抗菌和抗紫外線的功能，是眾多納米無粉體中性價比具競爭力的一種，在人們?nèi)找孀非蠼】怠⑹孢m、安全紡織品的今天，納米氧化鋅（ZnO）/高聚物復(fù)合功能纖維是一種應(yīng)用前景十分廣闊，經(jīng)濟效益十分可觀的高新技術(shù)產(chǎn)品。
因此，雖然納米技術(shù)的飛速發(fā)展成為制備特種功能纖維的重要手段之一，為特種功能紡織品的發(fā)展注入了新的活力，然而功能材料在高聚物基體中的納米尺度分散仍是納米功能紡織品研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)和瓶頸問題。所以雖然納米氧化鋅（ZnO）具有很多的優(yōu)異性能，在許多方面都有較為廣泛的應(yīng)用，但由于其無機納米材料本身的極性和顆粒細微化，因而具有極大的比表面積和較高的比表面能，使它們不易在非極性介質(zhì)中分散。在極性介質(zhì)中易凝聚，從而直接影響了其性能的發(fā)揮。
以至于最終使用時失去了納米顆粒所具備的性能。且由于它們?yōu)闊o機物，與有機物類的物質(zhì)親和性較差，這導(dǎo)致了納米氧化鋅（ZnO）在高聚物纖維中的實際應(yīng)用困難，因而在納米氧化鋅（ZnO）的開發(fā)過程中必須解決這一關(guān)鍵的瓶頸問題。
我公司與有關(guān)高校進行合作研究，利用自產(chǎn)的納米氧化鋅經(jīng)過表面改性處理后與高聚物基體丙綸（pp）、滌綸（PET）以及尼龍6（PA）共混具有抗菌、抗紫外功能的高技術(shù)復(fù)合纖維。在整個研究過程中，我們通過探討納米氧化鋅粉末的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其性能，研究納米氧化鋅粉末的抗菌機理（納米氧化鋅粉末在與細菌接觸時，鋅離子會緩慢釋放出來，與細菌細胞膜及膜蛋白結(jié)合，破壞其結(jié)構(gòu)，進入細胞后破壞電子傳遞系統(tǒng)的酶并與DNA反應(yīng)，達到抗菌目的）和其抗紫外效應(yīng)（一般來說紫外線的透過率在10％以下（或遮蔽率在90％以上）的可稱之為防紫外線織物。），以及不斷調(diào)整控制其高聚物基體共混造粒紡絲的工藝參數(shù)，最終制得各含納米氧化鋅（ZnO）的抗菌、抗紫外功能纖維。通過采用抗菌性能試驗方法，對各功能纖維進行抗菌性能測試，其結(jié)果表明：含納米氧化鋅（ZnO）粉末的三種共混高聚物功能纖維的抗菌率可以達到99.9％，通過使用雙光束紫外可見分光光度計（積分球）對之進行測試，結(jié)果表明：含納米氧化鋅（ZnO）粉末的三種共混高聚纖維的紫外光平均透過率小于7％。
因此，在一定程度上可以說，我們研究開發(fā)出納米氧化鋅（ZnO）具有抗菌、抗紫外功能高技術(shù)纖維的自主知識產(chǎn)權(quán)。
當(dāng)今國際上在抗菌纖維研制方面基本上都是采用含銀沸石作為抗菌劑，而使用當(dāng)前研究的熱點納米級半導(dǎo)體光催化抗菌劑納米氧化鋅作為抗菌粉體添加劑的報道并不多。但由于納米氧化鋅（ZnO）具有奇特的“表面效應(yīng)”在陽光（尤其是在紫外線）照射下，能自行分解出自由移動的帶負電的電子，同時留下帶正電的空穴。這種空穴可以激活空氣中的氧變?yōu)榛钚匝�，有極強的化學(xué)活性能與多種有機化合物反應(yīng)（包括細菌內(nèi)的有機物），從而把多數(shù)病菌和病毒殺死。）、光催化效應(yīng)以及價格相對低廉的優(yōu)點，使得對采用其作為新的抗菌粉體添加劑具有非常大的實際意義。
不僅如此，由于地球臭氧層遭到破壞，導(dǎo)致了紫外線對地球生物圈輻射量的不斷增加，人們特別是年輕人在戶外休閑的逐漸延長，射線對人類健康造成的危害正在日益加重。盡管近年來國際上開始限制使用引起臭氧層變薄的化學(xué)物質(zhì)，但就目前臭氧層遭到破壞的程度而言，對人體最有害的UVB區(qū)（280～320nm）、UVA區(qū)（320～400nm）的短波紫外線仍能到達地面。由于這些短波段紫外光的照射會產(chǎn)生自由基，造成細胞及組織損傷，加速老化過程，從而導(dǎo)致皮膚曬黑及由紫外線吸收造成的皮膚疾患，甚至?xí)つw癌，對人類的健康造成很大的傷害。因此，為了降低各種波長的紫外線對人類的危害，開發(fā)出一種防紫外線穿透的纖維以滿足不斷增長的生活需求也是影響深遠。
要制造含抗紫外線添加劑的抗紫外線纖維，首先要選擇合適的抗紫外線添加劑（又稱紫外線吸收劑、紫外線穩(wěn)定機劑）。這是一類能選擇吸收波長為290～400nm的紫外線，有效的防止和抑制光、氧化作用而自身結(jié)構(gòu)不起變化的助劑。這類紫外線吸收助劑還應(yīng)具有無毒、低揮發(fā)性、良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐水解性、耐水中萃取性、與成纖高聚物的相容性等特點，其中由于納米氧化鋅（ZnO）具有紫外線透射率較低的特性，因而可以考慮用于抗紫外線纖維的制備。
根據(jù)氧化鋅的一些本身特性，我們發(fā)現(xiàn)納米氧化鋅是一種絕佳的抗菌、抗紫外無機粉體，具有適用面廣、效率高、有效期長的特點，可用于制備同時兼?zhèn)淇咕涂棺贤鈨煞N功能的高技術(shù)纖維。它區(qū)別于以往常用的有機抗菌劑（易產(chǎn)生微生物耐（抗）藥性，并存在易遷移、耐熱性等缺點，在塑料加工溫度下還易分解失效，且分解產(chǎn)物可能會造成二次污染。），而采用物理吸附離子交換方法，將鋅金屬附載于多孔材料表面，利用金屬離子的抗菌能力，通過緩釋作用達到長效抑菌的目的。由于它不產(chǎn)生耐藥性且安全無毒，特別是其突出的耐熱性（>600℃），使得納米氧化鋅在抗菌材料應(yīng)用中有著明顯的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。它的納米微粒優(yōu)異的光吸收特性還區(qū)別于以往的抗紫外線添加劑（大多數(shù)是有機物，有一定毒性，隨著涂層日曬時間的延長，其紫外線屏蔽性能會逐漸降低，最終失效。），具有有效作用時間長，紫外線屏蔽波段長，以及化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好、無毒、無刺激性等優(yōu)點，因而使用很安全，具有實際應(yīng)用的優(yōu)勢。
事實上，運用納米功能無機材料作為抗菌劑和抗紫外添加劑的抗菌、抗紫外纖維正漸漸成為市場上繼保健功能遠紅纖維、負離子纖維之后的又一種新穎的新型功能纖維。因而，我們所研制開發(fā)出的納米氧化鋅（ZnO）抗菌、抗紫外功能纖維是一種極具有開發(fā)前景的防護功能性纖維。我們預(yù)計設(shè)想的納米氧化鋅（ZnO）抗菌、抗紫外功能纖維的實際應(yīng)用領(lǐng)域主要的有以下幾方面：
A、生活日用品領(lǐng)域
納米氧化鋅（ZnO）在服飾方面的應(yīng)用，例如：運動衫、罩衫、制服、套褲、職業(yè)服、泳衣和童裝等，也用于帽子、面罩和太陽傘的原料。此外，它還被用于工業(yè)和裝飾方面，例如：廣告用布、戶外裝飾布等。納米氧化鋅（ZnO）的抗菌性能可用于生產(chǎn)滌綸長絲產(chǎn)品，它可以廣泛用于針織的內(nèi)衣褲、運動服裝、襪子、地毯等。
B、專業(yè)衛(wèi)生領(lǐng)域（醫(yī)用及民用）
在醫(yī)用方面，納米氧化鋅（ZnO）的抗菌滌綸短纖可以與棉混紡制成醫(yī)院用的床單、手術(shù)服、醫(yī)生工作服、病員服等。而在民用方面，納米氧化鋅（ZnO）的抗菌滌綸短纖可以用于食品行業(yè)專用服以及各種床上用品、家具布、裝飾布等。紫外，納米氧化鋅（ZnO）還可以制備各種醫(yī)用及民用無紡布產(chǎn)品，例如：無菌手術(shù)服、無菌口罩、衛(wèi)生包覆材料、過濾材料以及婦女衛(wèi)生用品、尿布等產(chǎn)品。
C、野外戶外作業(yè)領(lǐng)域
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，旅游業(yè)在不斷興旺發(fā)展，各類相應(yīng)野外產(chǎn)品因而也相繼問世。納米氧化鋅（ZnO）的抗紫外性能使得其可用于生產(chǎn)各類遮陽傘、窗簾、運輸蓬布和各類帳篷用布等。
在中國加入世界貿(mào)易組織后，中國紡織業(yè)迎來了巨大的發(fā)展機遇，同時也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn);在新形勢下，中國化學(xué)纖維發(fā)展的重點已從“發(fā)展總量”轉(zhuǎn)變到“發(fā)展先進生產(chǎn)力與結(jié)構(gòu)調(diào)整并舉”，其中推動技術(shù)升級和加快結(jié)構(gòu)調(diào)整是重中之重。納米技術(shù)的飛速發(fā)展為特種功能紡織品的發(fā)展注入了新的活力，已成為制備特種功能纖維的重要手段之一。納米氧化鋅（ZnO）是一種面向21世紀(jì)的新型高功能精細無機產(chǎn)品，在纖維中能同時體現(xiàn)抗菌和抗紫外線的功能，是眾多納米無粉體中性價比具競爭力的一種，在人們?nèi)找孀非蠼】怠⑹孢m、安全紡織品的今天，納米氧化鋅（ZnO）/高聚物復(fù)合功能纖維是一種應(yīng)用前景十分廣闊，經(jīng)濟效益十分可觀的高新技術(shù)產(chǎn)品。
