纳米技术在服装上的运用
摘要：随着科学技术的发展，纳米技术已被广泛运用于许多领域，包括陶瓷材料、光学材料、医学材料、纺织材料等等。本文阐述纳米技术的基本概念；纳米技术在服装上的主要运用及其原理；纳米技术与新型服装面料。
关键词：纳米技术；三防；服装；新型服装面料
1 前言
纳米是度量长度的单位，1纳米等于十亿分之一米。纳米技术是20世纪80年代末迅速发展起来的1门交叉性很强的学科，它是在0.1-100nm尺度上研究和利用原子与分子结构、特性及其相互作用的高新技术。正如钱学森所指出的“纳米技术是下一个阶段科学发展的重点，会是一次技术革命，从而将是21世纪又一次产业革命”。它以许多现代先进科学技术为基础，集现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学) 和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术) 于一身，同时又将引发一系列新的科学技术，例如纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学等。
2 纳米技术在服装上的主要运用
自20世纪以来，纳米技术就在服装、服饰方面开始运用。到21世纪初，人们才初步认识到纳米技术在服装上起到的作用。纳米技术在服装上的主要运用是“三防”——防水、防油、防污，无论是饮品、调味料、食用油、灰尘等均不能轻易渗透弄脏织物；织物具有不受污染的特性，不易渗入污渍，故能延长洗涤间隔、缩短洗涤织物的时间，以及减少清洁用品的开支；由于其超双疏特性，使织物更具快干功能；面料具有环保无污染、无毒的特性。目前，几乎所有的纳米服装、服饰的三防效果都是将某种纳米级的微粒覆盖在纤维表面或镶嵌在纤维甚至分子间隙中，由于这种微粒十分微小(小于100 rim)且表面积大、表面能高。在物质表面形成了一个均匀的、厚度极薄的(用肉眼观察不到、手摸感觉不到)、间隙极小(小于100 rim)的“气雾状”保护层。正是由于这种保护层的存在，使得常温下尺寸远远大于100 nm的水滴、油滴、尘埃、污渍甚至细菌都难以进入到织物内部而只能停留在织物表面，从而产生了三防等特殊效果。就像荷叶一样，水珠在荷叶上滚动，而荷叶不受浸湿。当水打在织物上，它就会在气垫上形成水珠，滚离布面。如水分受压穿透织物，水分也不会被织物吸收，因此在流汗时，汗液可利用毛细管芯吸效应，经织物排出体外，保持干爽及拒水效应。同时，由于形成保护层的纳米级微粒极其微小，不会改变原坯布的物性，如颜色、舒适度、透气性等。纳米技术处理要增加一定的成本，一般运用于价值较高或者特别的产品，如西服、衬衫、领带、内衣等。早在2003年，“鄂尔多斯” 投巨资采用纳米技术， 成功地将一种不粘油污的新型纳米材料应用于羊绒制品， 使得原本普通的羊绒制品具备了神奇的“三防” 及自清洁功能。
3 纳米技术与新型服装面料
纳米微粒具有许多特殊的性能，将其与服装材料复合，可以制备出具有抗茵除臭、抗紫外线、吸收红外线、抗老化、防电磁辐射、抗静电、自洁等功能的新型服装面料；纳米纤维具有手感柔软、光泽柔和、高吸水吸油性等特点，可以织造出仿真好、性能佳的服装面料。
运用纳米技术与纳米材料生产的服装面料主要有两类：一类为通过纳米微粒添加到纺织材料中，对化学纤维或面料进行改性，生产出功能性面料，如：抗菌除臭、防紫外线、凉爽、防电磁辐射、保健、蓄热保温、抗静电、隐身、防老化、免洗等面料；另一类为采用特殊纺丝法生产的纳米纤维，织造整理制成的高功能面料，如：仿真丝、仿桃皮绒、仿麂皮及人造皮革、防水透气、高保暖、高吸湿、低阻力等面料。纳米服装面料实现了“超天然”的效果。其仿真效果更逼真；功能更多、更强、更持久；感性、更接近人的要求。用纳米面料制作的服装更能满足时装化、高级化、多样化及个性化的设计要求。总之，应用纳米技术与纳米材料开发新型面料是服装面料发展的—个新方向。
抗菌除臭面料。抗菌除臭面料除能预防和抑制或杀灭细菌外，还能消除细菌分泌的毒素及臭味。2O世纪8O年代早期出现的抗菌除臭面料，多为用有机季胺盐、眯唑、洗必泰、硫苯妥钠等有机杀菌剂整理加工制成的，一般不耐洗涤，在日本有规定禁止给二周岁以下婴儿使用。近年来，I句聚合物中添加以天然物质为载体的无机杀菌剂微粉，已成为制造抗菌除臭纤维的重要手段。
防紫外线面料。在聚合物中添加能吸收或反射紫外线的纳米微粒，是制造抗紫外线纤维的重要方法之一。纳米微粒具有很好的吸收紫外线能力，而滑石、高岭土、碳酸钙等纳米微粒则具有良好的反射紫外线能力。通常抗紫外线纤维中含有几种组分的复合纳米微粒。例如可乐丽公司开发的抗紫外线性聚酯纤维“工乇”中就含有]ri、zn、Al、si及P的氧化物复合纳米微粒。对于透明度要求高的防紫外线服装面料，通常添加紫外线吸收剂~ ：znO和11o，微粒。防紫外线服装面料在遮挡紫外线的同时也能对可见光和远红外线起到一定的屏蔽作用。例如：用Fe—Ni合金纳米微粒与粘胶纺制的纤维，可以制成具有抗紫外波段(10~400nm)和抗红外波段(﹥750nm)的防紫外线服装面料。因此这种面料具有较好的降温效果，阳光下由这种面料制成的服装内温度可较普通棉布服装低2~3 oC使穿着者明显感到凉爽。
凉爽型面料。由于太阳光谱中，在500nm波长附近有一能量峰值，300nm～2 m波长范围内的光能占太阳光总能量的95％以上，如能将屏蔽的光线波长范围扩宽至0．2～5 m，这样生产出的抗红外线(兼有抗可见光、抗紫外线的功能)面料制做的服装，在炎热季节里穿着会让人感觉凉爽。由王靖和刘艾平等人研制出的凉爽型抗紫外线、抗红外线涤纶面料，对紫外线的衰减达95．7％以上，对红外线的衰减达88．7％以上，该面料与普通面料的表面温差达1．5～2．9~C。
防电磁辐射面料。电子产品的普及使得电磁辐射对人体健康造成了巨大威胁，一些纳米微粒如Fe2O3、NiO等能强烈吸收电磁辐射，从而对人体起到防护作用。由西安华捷科技发展有限责任公司研制的既可防电磁辐射又可防紫外线辐射的服装面料，可吸收阻隔95％以上的电磁波及同等量的紫外线。
保健面料。远红外保健面料在吸收人体发射出的热量(红外辐射)后，通过电子能级变化，向人体辐射一定波长范围的远红外线(其中包括最易被人体吸收的4~l4 m波长段)，作用于人体皮下组织细胞，对人产生生理活性及促进新陈代谢的作用，对一些疾病，如高血压、低血压、糖尿病、更年期综合症、风湿症、腰疼和肩周炎等有辅助疗效。由于该面料能够反射部分人体辐射的红外线，也起到了屏蔽红外线，减少热量损失，提高保暖率的效果。据测定：远红外保健织物的保暖率可提高12％以上。
仿真丝面料。超细纤维技术是合成纤维仿真丝的重要手段之一。纳米纤维光泽柔和、手感柔软，其仿真丝面料的悬垂性好，仿真效果逼真，在感性上，甚至达到了超越天然纤维材料，具有天然纤维所不能达到的质地、手感和风格。
仿麂皮及人造皮革。用纳米纤维做成针织布、机织布或非织造布后，经过磨毛或拉毛再浸渍聚氨酯溶液，并经染色和整理，即可制得仿麂皮和人造皮革。其与天然皮革相比，具有强度高、重量轻、色泽鲜艳、防霉防蛀、柔韧性好等特点，而且仿真效果远远超出以前的人造皮革。
防水透气面料。纳米纤维在面料中更易被挤压变形和贴紧，因此它可以形成密度更高的面料。使用纳米长丝进行高密度织造，并进行收缩处理，可得到不需任何涂层即可防水的面料。纳米纤维面料的经纬密度是普通面料的好儿倍，且可耐3920Pa压力。耐时又有透气、透湿性及轻便、易折叠、易携带的特性。
4 总结
纳米技术是人类社会对物质世界认识过程中的又一重大发现，纳米技术有着不可估量的潜力，有人说它甚至会超越计算机和基因医学，成为2l世纪的决定技术。但是，纳米技术毕竟是近二十多来才蓬勃兴起的新科技，我们对它的认识还十分肤浅，我国纳米技术的应用仍处于开发试验阶段，离产业化和大批量进入市场还有一定距离。但是可以预言，随着对纳米技术的深入研究和开发，它在众多的高科技领域中，在纺织产品方面的应用会越来越广泛，它对纺织产品开发的积极作用将是无法估量的。随着纳米技术的发展和纳米材料广泛应用于纺织品服装，多功能、高附加值的纺织品服装将不断满足人们生活中的需求。
参考文献
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