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纺织品能抗菌?新型抗菌纤维可在10分钟内杀细菌

纺织品能抗菌?新型抗菌纤维可在10分钟内杀细菌

最近,澳大利亚的皇家墨尔本理工大学(RMIT)与联邦科学与工业研究组织(CSIRO)共同发布了一项关于抗菌纤维的最新研究成果,这正是利用了银的抗菌能力。据悉,这种抗菌纤维可以在10分钟内杀死其接触到的大肠杆菌以及其他的感染类细菌。
报道称,该研究小组在研发抗菌纤维的过程中,将含有银-TCNQ复合材料的纳米线植入到棉纺织品中。纳米阵列在涂上银溶液后,便开始缓慢地释放出银离子,并有效地杀死它们接触到的细菌。
除臭抗菌腈纶纤维材料应用广泛
MitsubishiRayon公司的腈纶纤维部门,推出了用于室内晾干的VonnelAg材料、除臭材料CUTELY、具有羊毛般弹力的腈纶纤维等一系列高性能腈纶材料商品。
VonnelAg材料是将银离子融入纤维纺丝液,用这种材料制成的面料即便反复洗涤也能保持银离子的抗菌性,可以抑制莫拉氏菌、黄色葡萄球菌、肺炎杆菌等细菌的繁殖,从而消除因这些细菌繁殖导致的室内晾衣产生的气味。
该材料除了可以达到日本纺织品一般用途抑菌加工标准的橙色SEK标志级别,还可对应特定用途(如病人、医院使用和医疗设备等)的红色标志,因此有望在医疗护理等领域中发挥作用。
CUTELY材料的最大特点是可以消除氨、醋酸、异戊酸及壬烯醛等物质的异味,通常这些物质是造成汗臭与老年人体味的主要原因。
除臭效果是通过添加壳聚糖及纤维的多孔结构来实现的,其耐洗涤性能也很理想。腈纶纤维与醋酸纤维的复合纤维也是MitsubishiRayon公司推出的独有的原材料。通过溶解海岛纤维中作为“岛”成分的醋酸纤维,从而实现纤维的中空多孔结构。
VonnelAg与CUTELY材料在与30%的腈纶纤维混纺后,均能达到所需的纱线面料效果,其最大的优点是对混纺的纤维种类对象没有局限性,例如可与难以实现功能化的棉纤维混纺使用等。CUTELY材料从2013年起实现了批量生产,最初用于内衣面料,今后公司计划加强在填充材料、床单等床上用品领域的推广,同时争取实现VonnelAg材料在内衣、外衣,以及医疗卫生等领域中的使用。
废塑料瓶变身纤维成高效抗真菌药
据报道,IBM纳米医学研究人员和新加坡生物工程与纳米科技研究院合作,将回收的废弃塑料瓶转变成无毒且生物可相容的高效抗真菌纳米纤维,可治疗耐药真菌感染和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)等细菌感染。
全球每年都有超过10亿人受真菌感染,严重程度从局部皮肤感染(如足癣)到威胁生命的真菌血液感染。患者在接受抗生素治疗时,免疫系统会受到损害。目前迫切需要开发高效和针对具体疾病的抗真菌剂,以减轻日益严重的耐药性问题。传统的抗真菌治疗需要进入细胞内攻击感染,但很难瞄准和穿透真菌膜壁。此外,由于真菌代谢类似于哺乳动物细胞,现有的药物还不能区分健康和受感染细胞。
基于这个认识,IBM的科学家利用一种有机催化过程,促进由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制成的普通塑料材料的转化,在该过程中产生了抗真菌剂的全新分子。这些新的抗真菌剂通过一个氢键粘结法自行组装,像分子尼龙搭扣互相粘连,以类聚合物状的方式形成纳米纤维,从而表现出活跃的抗真菌效果。这种新颖的纳米纤维带正电荷,并且可以选择性地靶向和附加到只基于静电相互作用的带负电的真菌膜。然后,它通过分解和破坏真菌细胞膜壁,阻止其不断攻击。
研究人员还通过计算机模拟研究,预测出修改其结构可产生理想的治疗效果。这种纳米纤维的最小抑菌浓度(MIC)可以达到抑制可见真菌生长的最低浓度,并表现出对多种类型的真菌感染强有力的抗真菌活性。进一步的试验证明,这种抗真菌纳米纤维可根除超过99.9%的白色念珠菌。研究人员说:“这些分子自我组装成纳米纤维后,能瞄准真菌膜及其随后的裂解,从而在低浓度下摧毁真菌。”
研究结果还表明,这种抗真菌纳米纤维在一次性治疗后,可有效分散真菌生物膜,却不伤及周围的健康细胞。
抗菌纤维赢取“高感性+抗菌性”
本项目围绕抗菌功能材料及其在高感性聚酯纤维与制品中的应用,进行了抗菌功能材料制备、抗菌功能树脂原位生成、异形/细旦抗菌纤维成形及其针织品结构设计、染色后整理等系列关键技术的研究及规模化生产。
负载金属离子杂化材料?听了这样专业的名词想必会让多数人挠头,但是提起抗菌功能性纤维,相信大家一定会有豁然开朗的感觉——“原来是抗菌纤维呀”。是的,对于负载金属离子杂化材料的设计制备正是为了更好地研发抗菌功能纤维制品。
由东华大学、上海德福伦化纤有限公司、太仓荣文合成纤维有限公司、上海康必达科技实业有限公司共同完成的“负载金属离子杂化材料设计制备及其功能纤维与制品开发”在抗菌功能纤维研发的基础研究及成品制备领域均作出了突出贡献。
“杂化技术是高技术纤维科学与技术支撑。无机材料的特殊功能性和有机材料的易加工特性,调控界面作用,实现对材料功能的‘剪裁’和‘组装’”。项目第一完成人、东华大学材料科学与工程学院院长朱美芳介绍道。
高感性纤维是高品质的差别化纤维,是纺织、化纤行业发展方向及经济效益的重要增长点。抗菌纺织品是最受消费者欢迎的功能性纺织品之一,尤其在日本、欧美市场的占有率很高,但国内缺乏产品标准,质量良莠不齐,影响了市场的健康发展。
然而,高感性+抗菌性的技术瓶颈还有待突破,比如,抗菌材料设计制备,技术不可控、不可调;抗菌树脂中抗菌组分难以分散、稳定性差;纤维可纺性差,工程化、市场化推广弱;前后道技术不匹配、技术创新与集成度低。
该项目的创新点为日后开发功能性抗菌产品提供了强有力的技术支撑。首先,项目组开发了具有可控形态微纳结构的高分散性、高热稳定性负载金属离子抗菌功能杂化材料制备关键技术。该抗菌功能材料具有可控微纳结构,平均粒径为200nm~300nm,在高温熔融加工过程中不变色、不变性。
其次,创立了抗菌功能纳米杂化聚酯树脂的溶胶原位聚合和可控原位氧化-还原制备关键技术。该复合树脂中纳米银和氯化银分散均匀,粒径为400nm左右,可纺性好。
再次,攻克了高感性抗菌功能纤维细旦、异形成形加工,实现兼具功能性和舒适性抗菌聚酯纤维规模化生产。通过异形喷丝板设计、侧吹风冷却系统结构优化等纺丝关键技术的突破,成功开发了系列高感性的细旦多功能复合(包括导湿、阻燃、抗紫外线)的抗菌聚酯短纤维、长丝及抗菌涤棉复合超细纤维。
最后,研发人员还建立了杂化材料、导湿抗菌功能纤维、针织品、功能后整理和染色加工以及制品开发的集成技术链。在此基础上,开发了冬季超柔保暖舒适性、夏季超爽凉爽舒适性为特征,兼具抗菌保健等复合功能的四大系列14类针织产品,具有高效广谱抗菌效果,且耐洗性良好。
以生产差别化纤维为特色的上海德福伦公司对于这样的产品自然会卯足干劲儿。在实际参与研发生产的过程中,特别是产业化应用后,从2008年至今,公司的主营业务收入和利润实现双增长。2008年,主营业务收入增长为1.93亿元,到2012年,更是增长了3.42亿元,企业利润增长491万元,年增速达到58.0%。
总结负载金属离子杂化材料设计制备的成功之处,用研发团队的话来说,他们是用四大技术攻克了四大瓶颈,即:开发了杂化材料设计制备技术制备两类抗菌材料AB-AC和AB-AS,结构可控、含量可调,解决了瓶颈之一“抗菌材料缺乏设计,技术不可控不可调”;发明了杂化树脂原位聚合和原位氧化还原技术,抗菌粒子200nm~300nm均匀与稳定分散,耐500℃以上高温,解决了瓶颈之二“抗菌树脂中抗菌组分分散性、稳定性差”;攻克了新型抗菌材料+纤维复合异型加工技术,使抗菌材料添加量减少2~3倍,制成率97%,可纺性好,成本降低30%,解决了瓶颈之三“纤维可纺性差,工程化、市场化推广弱”;学科交叉与产业链整合,建立了从原料—树脂—纤维—织物—染整—产品设计一条龙开发和技术集成,拓展了应用领域,解决了瓶颈之四“前后道技术不匹配、技术创新与集成度低”。XRFPkulV
来源:环球网
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分类:抗菌面料动态| 发布:clsrich| 查看: | 发表时间:2019-05-13
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