纳米技术是20世纪80年代末期崛起的一门高新技术，在机械、电子、材料、光学、化工、医药等许多领域正得到广泛的应用。作为现代高新技术研究的热点之一，纳米材料在纺织领域也有着广阔的应用前景，如何利用纳米材料的特殊性能改善纺织品的功能和特性，开发新材料，开发新产品是目前纺织工业面临新的机遇和新的挑战。笔者仅从纳米材料的特殊性能出发，介绍纳米技术在纺织领域的应用，供同仁。

　　1纳米材料的特性纳米是度量长度的单位，1纳米等于十亿分之一米的长度（1nm=10-9m），一个原子约为0.1nm.纳米材料是一种全新的超微固体材料，它是由纳米微粒构成。纳米技术是纳米尺度上的工程学，就是在0. 100nm的长度范围内对物质和材料进行研究处理，其*终目标是直接以单个原子和分子来制造有特定功能的产品。

　　100nm之间的粒子称为纳米颗粒，它是由数目极少的原子或分子组成的原子群或分子群，介于宏观物质和微观原子与分子中间的领域，是一种典型的介观系统。其占很大比例的表面原子是既无长程序又无短程序的非晶层；而在粒子内部，存在结晶完好的周期性排布的原子，不过其结构与晶体样品的完好长程序结构不同。正是纳米微粒的这种特殊结构，导致了纳米微粒具有独特的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和量子隧道效应，并由此产生许多完全不同于常规材料的光学、力学、热学、磁学、化学、催化活性、生物活性等独特的功能和特性，这些都引起了国内外科学家的高度重视11 2纳米材料在纺织领域的应用纳米微粒的这些独特性质，为其广泛应用奠定了基础。例如，纳米微粒有特殊的抗紫外线、吸收可见光和红外线、抗老化、高的强度和韧性、良好的导电性和静电屏蔽效应，较强的抗菌防臭功能以及吸附性能等。通过把具有这些特殊功能的纳米微粒与纺织原料进行复合，可以制造出全新的纺织材料，大大地改善织物的功能。

　　2.1在纺织原料方面的应用2.1.1抗菌纤居将某些具有一定杀菌性能的金属离子（如纳米银离子、纳米铜离子）与化纤复合纺丝，可纺制出各种抗菌纤维，该抗菌纤维比一般的抗菌织物抗菌效果更强，耐洗次数更多。例如，国家超细粉末工程中心研制的超细抗菌粉体，可以制备抗菌树脂，对各种细菌、真菌和霉菌能起到抑制作用。这种抗菌粉体的核可以是硫酸钡、氧化锌等纳米颗粒，外包覆银用于抗菌，外包覆氧化铜、硅酸锌用于抗真菌。在合成纤维中加1%的该抗菌粉体就能得到可纺性良好的抗菌纤维。

　　1.2抗紫外纤居成的功能，但同时也会加速人体皮肤老化及加癌变的可能。不同波长的紫外线对人体皮肤的影响见表1.表1不同波长的紫外线对人体皮肤的影响波段波长/nm对皮肤的影响生成黑色素和褐斑，使皮肤老化、干燥且皱纹增加产生红斑和色素，经常照射有致癌危险穿透力强，可影响白细胞，但大部分被大气臭氧层吸收多种纳米材料对紫外线都有屏蔽作用，如Ti2、ZnO、Si2等，其基本原理是由于其禁带宽度在3.2eV，可以吸收波长等于388nm的紫外线。其中前两者只能针对UV-A和UV-B波段，后者则在UV-A和UV-B的波段范围内对紫外线的反射率高达85%，并在紫外线和可见光范围内出现一个很长的高反射平台。当前主要的抗紫外线功能性纤维有涤纶、腈纶、锦纶、粘胶等，制成的抗紫外线服装主要有运动衫、游泳衣、野外工作服、夏装、遮阳布等。

　　2.1.3远红外辐射纤居将某些纳米级陶瓷粉体（如氧化锆单晶体、远红外负氧离子陶瓷粉体）分散到熔融纺丝液中，再纺成纤维。这样制成的纤维能有效吸收外界能量，并辐射与人体生物波谱相同的远红外线。

　　这种远红外辐射波不仅极易被人体吸收，而且还具有很强的穿透力，能够深入皮下，使皮肤深部组织发热从而产生共振效应，有活化生物细胞、促进血液循环、加强新陈代谢、强组织再生等保健作用。

　　2.1.4抗静电及导电功能纤居近年来在纳米材料的发展中，*引人注目的是纳米碳管的研究及应用。纳米碳管是由单层或多层石墨片卷曲而成的无缝微型管状物，外径为长度依制备方法从1nm~100nm不等。纳米碳管具有非常优良的导电性能，经测定其导电性能甚至高于铜，将其作为功能添加剂，使之稳定分散于化纤纺丝液中，在不同的摩尔浓度下可以制成具有良好导电性能或抗静电的纤维和织物。另外，超细ATO（锑掺杂的二氧化锡）也具有良好的导电性能和耐候性，广泛应用于制备抗静电功能纤维2.1.5高强度高模量纤居具有非常好的力学性能，将其用作复合添加剂，在航空航天的纺织材料、汽车轮胎帘子线、军事服装等纺织材料方面有很大的发展前途。另外，纳米粘土与聚合物复合后，也可大大提高材料的强度和模量，利用纳米粘土的这种功能，将其与聚酰胺插层聚合开发锦纶纳米功能纤维，可使纤维的强度和模量都大大提高。但纤维的纺丝性能没有明显的改变。我国是粘土储藏*丰富的国家，而且粘土价格低廉，可以预计粘土将在纺织工业中有更好的应用前景。

　　1.6抗电磁波纤居在合成纤维中加入纳米级的Si2，可以制得高介电绝缘纤维。近年来，随着通讯、家用电器业的不断发展，手机、电视、电脑、微波炉等的使用越来越普遍，电磁场存在于所有的用电设备周围，电磁波对人体的心脏、神经以及对孕妇、胎儿的影响己有明确的结论。据报道，美国、日本、韩国等己有此类抗电磁波的服装上市，国内采用纳米材料制备抗电磁波纤维的研究也在进行中，目前己有相关的产品。

　　1.7仿生纤居人类在生物学和仿生学等领域的研究己经从细胞、染色体等微米尺度的结构深入到纳米尺度的范围（DNA分子的直径为2nm），特别是应用纳米生物技术对蜘蛛丝的研究和利用己取得了许多成果。蜘蛛丝是目前人类所了解到的自然界中*坚韧且有较高弹性的纤维之一，科学家们利用纳米生物技术测定了蜘蛛丝蛋白的DNA排序后，找到了能产生这种蜘蛛丝的基因，并部分复制了这些基因，然后将这种基因植入细菌体内，培育出了一种能产生蜘蛛丝蛋白的细菌。含有这种基因的细菌所产生的蛋白质与蜘蛛丝的蛋白质相同，可以拉成丝，因此可以利用这种方法生产蜘蛛丝，它的强度是钢的5倍，伸长为33%，同时还具有良好的弹性。

　　2在纺织浆料中的应用◎纳米材料娜具有超强、高硬纳米碳管所publis能。区分是否为纳米浆料主要考虑两方面bookmark1纳米材料加入组合浆料以后，称之为1‘纳米浆料“。”纳米浆料“就是指用无机填充物以纳米尺寸分散在有机聚合物浆料基体中所形成的有机/无机纳米复合浆料。在纳米复合浆料中，分散相的尺寸至少在一维方向小于100nm.由于分散相的纳米小尺寸效应，较大比表面积的强界面结合，纳米浆料因而具有了传统浆料所不具备的性用于多种纤维，整理后产品抗菌性能均1匀而持久。ublis盛各种0笕爨镨料。

　　有一个界面在纳米范围；纳米浆料中作为纳米无机相的材料蒙脱土，也叫膨润土，是一种天然的粘土矿物，其组成为层状硅酸盐，它的结构片层是纳米尺度，包含一个铝氧八面体亚层，亚层之间通过共用氧原子以共价键连接，结合极为牢固，整个结构片层厚约为1nm，长宽约100nm.由于铝氧八面体一层中的部分铝原子被**原子取代，片层带有负电荷，过剩的负电荷靠游离于层间的Na+、Ca2+和Mg2+等阳离子平衡，因此容易与其他有机阳离子发生交换反应生成有机化蒙脱土，有机蒙脱土能进一步与单体或聚合物熔体反应，在浆料糊化过程中就有剥离为纳米尺度的结构片层均匀分散到浆液中，这种浆液就是“纳米浆料”。

　　2.3在后整理技术方面的应用2.3.1纳米助剂对于棉、毛、丝、麻等天然纤维，尤其是对棉纤维来说，采用纳米材料进行功能化加工是正在开发中的新技术。由于以棉纤维为代表的天然纤维在抗紫外线性能方面存在先天不足，又无法像化纤那样将纳米材料直接施加至纤维内部，因此只能用后整理的方法来弥补。例如，纳米氧化锌微粉具有优越的抗菌除臭功能，将纳米氧化锌微粉制成功能助剂对天然纤维进行抗菌整理，可以获得性能良好的抗菌织物。用纳米助剂浸轧的织物主要用于衬衫、T恤、帽子、男女休闲服等要求穿着柔软舒适的服装面料。

　　纳米涂层目前纺织涂层加入的*细颗粒是微米级的，如陶瓷粉（颗粒细度在100nm~1000nm范围内），将纳米材料加入到织物整理剂中，采用后整理的方法与织物结合，可制成具有各种功能的纺织品，且涂层更加均匀，但整理剂与纺织品之间一般不是化学键连接，因而耐洗牢度较差，功能不持久。例如，将硫酸铜溶解于适当的溶剂中，利用化学还原剂将二价铜离子还原成铜原子，一层一层地沉积在涤纶织物表面，形成纳米结构的金属薄膜，类似于银镜反应。用这种织物可制成各种电磁波屏蔽材料，对高频电磁波的反射率可高达99.99%.另外，对于抗菌性要求高而手感要求不高的纺织品，也可采用涂层整理法，使纳米材料在织物表面形成柔软的功能性涂层，该方法广泛适2.3.3纳米接枝接枝技术主要用于天然纤维纺织品的后整理，其优点在于使纺织品具有永久性功能。采用接枝法将纳米材料“接枝”到棉纤维上有两种技术路线：将对纳米材料有很强配位能力的有机化合物接枝到棉纤维上，制成简单的有机分子模板，再将纳米团簇组装到棉纤维上。

　　制备纳米微粒时，用可接枝到纤维上的化合物作为捕获剂，使纳米微粒通过捕获剂进行表面修饰形成团簇，再把团簇接枝到棉纤维上。

　　接枝技术可分为化学法和物理法两种，化学法接枝主要有利用光敏剂引发接枝和氧化还原系统引发接枝（过硫酸盐引发剂）；物理法接枝主要采用低温等离子体技术。

　　纳米染色一些合成纤维因为染色困难而限制了作为服装面料的使用范围，如聚丙烯、聚乙烯醇纤维以及超强聚乙烯纤维。有些纤维则必须用载体染色，这样对环境造成的污染很大。在这些纤维的合成过程中就添加少量能与染料发生反应的功能性纳米材料，就可以加纤维的着色区域以改善纤维的染色性能。

　　2.4自清洁纳米界面纺织材料根据荷叶拒水自洁的现象，经高倍显微镜观察，人们发现其表面具有双相结构，荷叶表面的乳瘤直径为5nm~乳瘤表面还有一层更微细的纳米级尺寸的毛绒结构，遇水时水滴无法与材料表面形成全接触，再加上毛绒表面的蜡质存在，水滴自然不能浸润荷叶的表面，所以材料特殊的表面微观结构影响其吸附性能。具有基本拒水性能的纤维材料，其表面应存在纳米级几何尺寸的粗糙凹凸二维构造，才能拒水拒油。根据这一原理，对纤维表面进行仿真处理，使之产生大量极端微细的凹凸不平，使纺织品在使用过程中能保持清洁状态，具有防水、防油、防霉等效果，洗涤时用水一冲即可，省时方便，还有利于环境保护，节约水资源，可用于各种民用及产业用纺织品。

　　现代研究证明，Ti2纳米微粒受紫外线激发，具有较强的光催化和氧化降解特性，在光照下能将吸附在微粒表面的碳氢化合物和灰尘等脏物分解，利用此效应和上述荷叶拒水自洁原理，可制中科院化学所的科研人员将Ti2纳米微粒喷涂在材料上，形成的特殊界面可使材料表面呈现出超常的双疏性（疏水和疏油），由此开发出超双疏性功能的纳米界面材料。其基本原理就是在特定的表面上建造纳米尺寸几何形状互补的界面结构，由于纳米尺寸低凹的表面可使吸附的气体原子稳定存在，所以在宏观表面上相当于有一层稳定的气体薄膜，使油和水无法与材料的表面直接接触。经过这种界面材料技术处理的各种纺织面料可显示出卓越的拒水和拒油性能，而对纤维原有的理化性能如纤维强度、染料亲和力、透气性等均没有影响，甚至还能加杀菌、防辐射、防霉等特殊效果，这将会改变人们使用洗涤剂洗衣的习惯。

　　2.5纳米光敏微粒在纺织面料领域的应用热敏染料是发色基团随周边温度变化而变异的染料，现在专家们正在利用纳米颗粒的光学特性来研制所需的各种光敏染料。纳米光敏染料对各种不同波长的可见光敏感，因此可以感知周边环境的颜色并作出相应的调节，同时改变自己的色泽，变成与周边环境一致的保护色。利用它的这种特性，将这种光敏染料植入纤维内部，制成的服装就具有了可以调节成与周边环境一致的隐蔽色功能。

　　2.6半导体纳米微粒光触媒材料在印染行业污水处理中的应用国内外对半导体光催化氧化法处理染料废水的工作己经进行了一系列深入的研究，并取得了一定的进展，在光催化氧化降解机理方面的研究也取得了一些成果。例如，用纳米尺寸的Ti2作为印染污水处理的光催化剂时，主要吸收激发波长为385nm（紫外波长）以下的光进行氧化还原反应。当吸附在纳米微粒表面的染料分子吸收可见光后，会产生电子跃迁而生成激发态，被激发的染料分子向纳米级Ti2微粒的导带注入一个电子，染料分子生成正碳基自由基，在空气或氧气存在下，生成2自由基，继而生成HOO自由基，这些高活性的自由基再进攻染料分子，诱导进一步的氧化还原反应，*后生成CO2.染料类化合物作为一种高效光敏催化剂能将Ti2吸收光的范围由紫外光区延伸至可见光区，这不但有效提高了光催化剂的催化活性，而且能直接利用太阳3结语纳米材料科学是原子物理、凝聚态物理、胶体化学、固体化学、配位化学、化学反应动力学和界面科学等多种学科交叉汇合而出现的一门新学科。纳米材料在纺织领域的应用提高了产品的科技含量和附加值，对于化纤工业生产高技术、功能性、环保型产品，改进并提高天然纤维纺织品的使用性能，扩大应用领域，提高我国企业在国际市场上的竞争实力具有重要的意义。

　　21世纪纺织科技的发展趋势是将高科技与经济文化发展紧密结合，开发功能性纺织品，融舒适、休闲、保健为一体，己成为当今世界纺织品发展的主要潮流，在此潮流中，纳米技术有着不可估量的潜力。目前，各国政府都投入了大量的人力、物力和财力开发新型的纳米复合材料，我国政府也把纳米材料的研究列为1用对纺织工业而言，既是挑战又是机遇，各高校、科研机构及产业界应尽快采取措施，加强纳米材料在纺织领域的应用，给传统的纺织业注入新的活力和生机。