功能性紡織品的案例
詳解防螨紡織品：原理、功能、實(shí)現(xiàn)方法
隨著人們環(huán)境保護(hù)和健康意識(shí)的提高，不但注重產(chǎn)品的美觀與舒適，對(duì)纖維和織物的衛(wèi)生、保健等功能也提出了更高的要求，如具有防螨功能的纖維和織物，近年來得到了較為廣泛的應(yīng)用。
塵螨及其危害
塵螨是一種噬食性的自生螨，以粉末性物質(zhì)為食，如動(dòng)物皮屑、面粉、棉籽餅等，其生長(zhǎng)發(fā)育的最適宜溫度為（25±2）℃，最適宜的相對(duì)濕度為80%左右，使用空調(diào)、地毯的房間是其良好的生活環(huán)境。
塵螨的危害主要是塵螨性過敏，臨床表現(xiàn)為塵螨性哮喘、過敏性鼻炎和過敏性皮炎。多個(gè)大規(guī)模流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)塵螨是最重要的室內(nèi)變應(yīng)源，據(jù)估計(jì)，50%~80%的哮喘是由塵螨引起的，它還能引起花粉熱等其他過敏性疾病。
防螨紡織品
具有防螨抗菌效能的紡織品不僅可以抑螨、驅(qū)螨，有效防止與塵螨有關(guān)疾病的發(fā)生，還可以抗菌、抑制細(xì)菌的繁殖，進(jìn)而達(dá)到改善生活環(huán)境的目的。基于紡織品的應(yīng)用場(chǎng)合及螨蟲生存條件，目前紡織品的防螨措施一般包括化學(xué)防螨、物理防螨以及天然纖維防螨。
化學(xué)防螨
化學(xué)防螨是利用化學(xué)方法殺死、驅(qū)避螨蟲，其使用的化學(xué)防螨劑包括殺螨劑和驅(qū)螨劑。殺螨劑機(jī)制是以破壞螨蟲的神經(jīng)功能、表皮、生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖以達(dá)到殺螨的目的；驅(qū)螨劑是在味覺、嗅覺以及信息素的作用下，阻止螨蟲接近或抑制其繁殖。
后整理法是一種較早的防螨紡織品常規(guī)處理技術(shù)，實(shí)施方法有噴淋、浸軋、涂層等。該技術(shù)生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單且使用范圍廣，缺點(diǎn)是耐久性不佳，防螨性能隨著使用和洗滌減弱。當(dāng)前研究采用微膠囊技術(shù)、黏合技術(shù)、交聯(lián)技術(shù)等新工藝，使防螨整理劑能在纖維表面形成一層彈性膜，可提高防螨織物的性能并具有較好的耐久性。
近年來，防螨功能性纖維的應(yīng)用取得了較大進(jìn)展。
展開 東華大學(xué)俞建勇院士、丁彬研究員團(tuán)隊(duì)在吸濕快干功能紡織品領(lǐng)域取得最新研究成果
近日，東華大學(xué)紡織科技創(chuàng)新中心俞建勇院士及丁彬研究員帶領(lǐng)的納米纖維研究團(tuán)隊(duì)在吸濕快干功能紡織品領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以《基于仿生多孔Murray纖維膜的吸濕快干功能性面料》(Biomimetic Fibrous Murray Membranes with Ultrafast Water Transport and Evaporation for Smart Moisture-Wicking Fabrics,
DOI: 10.1021/acsnano.8b08242)為題，發(fā)表于國(guó)際著名期刊《ACS Nano》，該論文第一作者是東華大學(xué)紡織學(xué)院王先鋒研究員。
近年來，高端運(yùn)動(dòng)服、野戰(zhàn)軍服、紙尿褲、創(chuàng)傷敷料等服裝、醫(yī)衛(wèi)材料的快速發(fā)展使得對(duì)具有單向?qū)?em>功能的吸濕快干紡織材料的需求日益增加。單向?qū)衩媪峡梢酝ㄟ^將汗液和水汽從身體輸送到外部環(huán)境中，從而在炎熱和潮濕的環(huán)境中達(dá)到快速干燥效果，為人體提供舒適的微環(huán)境。然而現(xiàn)有單向?qū)窨椢锏闹苽涔に嚤容^復(fù)雜，同時(shí)由于傳統(tǒng)纖維的比表面積較小，導(dǎo)出的水分不能快速蒸發(fā)而導(dǎo)致穿著舒適性變差。
自然界中，導(dǎo)管植物中的蒸騰作用具有自驅(qū)動(dòng)逆重力定向水分輸運(yùn)和超快蒸發(fā)兩個(gè)特性。這是由于它們具有符合Murray定律的樹狀分形分叉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過最小化多級(jí)孔道中的運(yùn)輸阻力來優(yōu)化水分在多級(jí)連通孔道中的輸運(yùn)能力。
展開 2024山東健博會(huì)/功能性食品/阿膠/酵素/營(yíng)養(yǎng)品/肽產(chǎn)品展
產(chǎn)業(yè)規(guī)模：作為一場(chǎng)國(guó)際性的大健康產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)，立足于中國(guó)濟(jì)南，每年定期盛大舉辦的China-DJK山東健博會(huì)不容小覷。本屆博覽會(huì)的展覽面積將達(dá)到數(shù)萬平方米，匯聚了來自全球各地的上千家健康產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。這些企業(yè)涵蓋了健康食品、醫(yī)療器械、健康科技、健康管理等多個(gè)領(lǐng)域，充分展示了健康產(chǎn)業(yè)的多元化和全面性。在參展企業(yè)中，不僅有國(guó)內(nèi)外知名的健康品牌，還有許多具有創(chuàng)新性和成長(zhǎng)潛力的中小企業(yè)。這些企業(yè)的參與，不僅豐富了博覽會(huì)的展示內(nèi)容，也為參會(huì)者提供了更多選擇和合作的機(jī)會(huì)。2024第六屆山東健博會(huì)還將吸引數(shù)以萬計(jì)的專業(yè)觀眾和買家前來參觀和交流。這些觀眾和買家來自全球各地，包括健康產(chǎn)業(yè)的從業(yè)者、研究機(jī)構(gòu)、相關(guān)主管單位以及媒體等。他們的參與，將進(jìn)一步推動(dòng)健康產(chǎn)業(yè)的國(guó)際交流與合作，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。
工作進(jìn)展：第六屆China-DJK山東健博會(huì)通過精心組織，周密部署，確保大會(huì)的順利舉行，組委會(huì)自去年九月籌備工作啟動(dòng)以來，各部門緊密配合，整合全面優(yōu)勢(shì)資源確保各項(xiàng)工作有序進(jìn)行。依托濟(jì)南黃河國(guó)際會(huì)展中心，根據(jù)參展企業(yè)的特點(diǎn)和需求，合理規(guī)劃健康生活展區(qū)、健康管理與養(yǎng)生保健展區(qū)、中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)展區(qū)、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)與醫(yī)療器械展區(qū)、養(yǎng)老服務(wù)業(yè)展區(qū)、眼科醫(yī)學(xué)與視力防控產(chǎn)品展區(qū)等，打造了一個(gè)既便于買家采購和參觀的展覽空間。在嘉賓邀請(qǐng)方面，積極與國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)和機(jī)構(gòu)聯(lián)系，邀請(qǐng)作為嘉賓出席大會(huì)。進(jìn)一步提升大會(huì)的影響力，為參會(huì)者提供了更多學(xué)習(xí)和交流的機(jī)會(huì)。在宣傳推廣方面，通過多種渠道和媒體，對(duì)本屆大會(huì)進(jìn)行廣泛而深入的宣傳。提高大會(huì)的曝光率，吸引更多專業(yè)觀眾和買家屆時(shí)蒞臨和關(guān)注。
大會(huì)亮點(diǎn)：隨著全球健康意識(shí)的不斷提升和技術(shù)的不斷創(chuàng)新，健康產(chǎn)業(yè)正迎來全新的發(fā)展機(jī)遇。
展開 一種用于個(gè)人熱管理（PTM）的紡織材料
服裝作為人體的第二層皮膚，可以通過功能設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)針對(duì)個(gè)人需求的實(shí)時(shí)降溫。因此，個(gè)人熱管理(PTM)紡織品在過去幾年中經(jīng)歷了顯著的進(jìn)步。散熱通過四種機(jī)制發(fā)生:傳導(dǎo)、輻射、對(duì)流和蒸發(fā)。人們對(duì)具有輻射和蒸發(fā)功能的冷卻紡織品進(jìn)行了大量研究。然而，作為紡織品唯一固有的散熱機(jī)制，對(duì)傳導(dǎo)的研究卻很有限。因此，一個(gè)有前途的研究領(lǐng)域是創(chuàng)造具有優(yōu)異導(dǎo)熱性的PTM織物。
傳統(tǒng)的夏季面料通常使用棉，其導(dǎo)熱系數(shù)非常低(0.02-0.07 W/mK)。為此，市場(chǎng)上出現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)個(gè)人降溫的“清涼感覺面料”。這些產(chǎn)品增加了導(dǎo)熱性，使它們能夠迅速將身體熱量傳遞到周圍環(huán)境，提供冷卻的感覺。因此，BNNS引起了研究人員的極大關(guān)注。然而，這些研究只涉及織物平面內(nèi)的散熱問題。如果人體產(chǎn)生的熱量可以通過布料在垂直方向上迅速消散，冷卻將會(huì)更快更有效。此外，使用過多的顆粒來構(gòu)建熱通道可能會(huì)導(dǎo)致材料強(qiáng)度下降，不足以用于實(shí)際使用。
02
成果掠影
近日，東華大學(xué)丁彬、王先鋒團(tuán)隊(duì)針對(duì)用于個(gè)人熱管理紡織品的研究取得最新進(jìn)展。為了解決這些問題，我們開發(fā)了一種雙冷卻紡織品(DCT)，具有3D熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)和Janus潤(rùn)濕結(jié)構(gòu)，采用液體輔助超聲改性，高壓靜電紡絲和壓后處理相結(jié)合。具體來說，織物的外層(mE)由親水性聚乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)與改性BNNS (mBNNS)共混而成，而織物的內(nèi)層(mP)由疏水性聚氨酯(PU)與mBNNS共混而成。由于mBNNS與兩種聚合物具有較強(qiáng)的界面相互作用，在高壓靜場(chǎng)中形成水平導(dǎo)熱通道，隨后的壓制增加了單纖維在織物厚度方向的接觸面積，織物具有雙向高導(dǎo)熱系數(shù)，提高了機(jī)械強(qiáng)度。在三維多級(jí)熱傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的影響下，DCT獲得了顯著的面內(nèi)和透面導(dǎo)熱系數(shù)(8.57和0.70 W/mK)，以及實(shí)用的力學(xué)質(zhì)量(抗拉斷裂強(qiáng)度為65 MPa)。
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大自然是PCM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、行為和理論的源泉之一
到目前為止，一系列功能性的熱調(diào)節(jié)紡織品已被制成結(jié)合相的PCM轉(zhuǎn)化溫度為18-35°C，進(jìn)入纖維，織物，和泡沫。具體來說，Tao等人在微結(jié)構(gòu)纖維中填充聚乙二醇，并在其表面涂上聚二甲基硅氧烷后制成可穿戴的溫度調(diào)節(jié)紡織品(圖16a)。織物表現(xiàn)出優(yōu)異的隔熱和溫度調(diào)節(jié)性能。最終，這種紡織品獲得了比聚酯手套更好的溫度調(diào)節(jié)性能，有效地實(shí)現(xiàn)了身體上的智能熱管理(圖16b)。此外，主動(dòng)熱管理方法(例如，電熱和太陽能熱轉(zhuǎn)換)也是個(gè)人體溫調(diào)節(jié)的有效方法。例如，Shi及其同事通過結(jié)合PCM和石墨烯薄膜，提出了一種具有電熱轉(zhuǎn)換能力的可穿戴NPCM設(shè)備。得益于石墨烯薄膜良好的導(dǎo)電性和PCMs薄膜的柔韌性，器件實(shí)現(xiàn)了前所未有的電熱能量轉(zhuǎn)換性能(??= 94%)和舒適性(圖16c)。此外，NPCM在運(yùn)動(dòng)和人體健康監(jiān)測(cè)方面也有應(yīng)用前景。受天然織物結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，Tang團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種柔性NPCM薄膜，該薄膜將碳化棉布作為導(dǎo)電支撐支架，PW作為熱調(diào)節(jié)組件，用于運(yùn)動(dòng)感應(yīng)。因此，導(dǎo)電NPCM表現(xiàn)出溫度調(diào)節(jié)和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)特性(圖16e)。然而，盡管智能熱調(diào)節(jié)紡織品取得了重大進(jìn)展，但還應(yīng)進(jìn)一步努力提高舒適性和大規(guī)模生產(chǎn)。
圖16.NPCMs用于人體的熱調(diào)節(jié)。
3.2 生命科學(xué)和醫(yī)療服務(wù)
基于PCM的靶向藥物輸送系統(tǒng)也推動(dòng)了抗菌治療的進(jìn)步，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S用最小的抗生素劑量治療細(xì)菌感染。最近，Luo及其同事報(bào)道了一種熱響應(yīng)型藥物遞送納米轉(zhuǎn)運(yùn)體(TRIDENT)，可有效治療細(xì)菌感染(圖17a)。
展開 大自然是PCM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、行為和理論的源泉之一
到目前為止，一系列功能性的熱調(diào)節(jié)紡織品已被制成結(jié)合相的PCM
轉(zhuǎn)化溫度為18-35°C，進(jìn)入纖維，織物，和泡沫。具體來說，Tao等人在微結(jié)構(gòu)纖維中填充聚乙二醇，并在其表面涂上聚二甲基硅氧烷后制成可穿戴的溫度調(diào)節(jié)紡織品(圖16a)。織物表現(xiàn)出優(yōu)異的隔熱和溫度調(diào)節(jié)性能。最終，這種紡織品獲得了比聚酯手套更好的溫度調(diào)節(jié)性能，有效地實(shí)現(xiàn)了身體上的智能熱管理(圖16b)。此外，主動(dòng)熱管理方法(例如，電熱和太陽能熱轉(zhuǎn)換)也是個(gè)人體溫調(diào)節(jié)的有效方法。例如，Shi及其同事通過結(jié)合PCM和石墨烯薄膜，提出了一種具有電熱轉(zhuǎn)換能力的可穿戴NPCM設(shè)備。得益于石墨烯薄膜良好的導(dǎo)電性和PCMs薄膜的柔韌性，器件實(shí)現(xiàn)了前所未有的電熱能量轉(zhuǎn)換性能(??= 94%)和舒適性(圖16c)。
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