全球公共衛(wèi)生事件頻發(fā)，病原體防控成為社會密切關注的焦點。作為病原體防控的核心材料之一，個人防護織物可有效切斷病原體的傳播途徑，保障人體健康。然而，傳統(tǒng)防護織物及制品對細菌、病毒等病原體的阻隔能力有限，且不具備主動消殺功能，可能誘發(fā)二次污染；而提升安全阻隔性，勢必會不同程度地損失織物本身的舒適性。兼具安全阻隔性與舒適性的防護織物，往往因為高昂的成本和復雜的制造工藝，大多仍停留于實驗室開發(fā)階段。因此，開發(fā)能夠同時滿足高安全性、高舒適性和可規(guī)模化量產(chǎn)的防護織物，成為防護材料的重要研究方向之一。

近期，東華大學研究團隊結合有機無機雜化技術與異步拉伸技術，開發(fā)了一種可規(guī)?；慨a(chǎn)的抗病原體雜化聚四氟乙烯納米纖維膜（HPNFM），并在此基礎上設計制造了基于HPNFM的個人防護服，突破了防護服在高安全性、高舒適性和可規(guī)?；a(chǎn)的“三角法則”，在未來有巨大的應用潛力。

研究人員采用氧化亞銅納米顆粒（Cu2O NPs）作為抗病原體納米雜化材料，分別以硬脂酸（SA）和異構烷烴（IP）為改性劑和分散劑，成功構建了可穩(wěn)定分散且具有耐熱耐氧化性能的改性氧化亞銅納米顆粒（mCu2O NPs）。SA作為改性劑在Cu2O NPs表面形成疏水層，改善其在IP中的分散性及穩(wěn)定性。更重要的是，在納米纖維膜熱定形過程（380℃）中，SA可利用自身熱氧分解作用吸收熱量和氧氣，從而保障氧化亞銅的穩(wěn)定性及抗病原體活性。

經(jīng)過雜化混合、膏體擠出、熱成形拉伸等工序，研究人員成功制備出具有放射狀“島-鏈”納米結構的HPNFMs。HPNFMs在微觀形貌上具有與純PTFE納米纖維膜相似的輻射狀“原纖-節(jié)點”交錯纖維網(wǎng)絡結構。同時，其節(jié)點處裸露的大量Cu2O NPs，可保障HPNFMs的高效抗菌、抗病毒性能。

研究發(fā)現(xiàn)，獨特的放射狀“島-鏈”納米多孔結構，賦予HPNFMs優(yōu)異的防水性和透氣透濕性，可極大提升織物的舒適性；“島-鏈”結構結合表面裸露的高效抗病原體納米顆粒，利用耦合靜電誘導和活性氧基病原體消殺機制，可實現(xiàn)高效的抗菌抗病毒特性。

該研究以大腸桿菌和金黃色葡萄球菌為細菌模型，通過抗菌實驗發(fā)現(xiàn)，隨著氧化亞銅納米顆粒添加量的增加，HPNFMs的抗菌性能逐漸增強，微觀上細菌形態(tài)表現(xiàn)出褶皺與破裂特征。當添加量為4.0%時，培養(yǎng)皿幾乎無菌落繁殖，說明HPNFMs具有一定的廣譜抗菌性能。

在抗病毒效果評價中，采用紅色熒光基因修飾的傳染性支氣管炎病毒（IBV）和人肺泡腺癌基底上皮細胞（A549）分別作為感染病原體和受感染細胞。相較于空白組和對照組，實驗組（HPNFMs）的胞內(nèi)熒光強度明顯下降，表明大量病毒已被HPNFMs表面節(jié)點處的ROS滅活，不具備感染細胞的能力，表現(xiàn)出高效的抗病毒性能。

在此基礎上，研究人員設計制造了基于雜化PTFE納米纖維膜的主動防護型防護服。相較于傳統(tǒng)防護服，該防護服不僅透氣透濕，有效實現(xiàn)熱濕傳遞，保障舒適性，還能在使用壽命周期內(nèi)有效滅活細菌和病毒，滿足高安全性、高舒適性和可規(guī)模化生產(chǎn)的防護織物及制品的性能需求。

該研究為開發(fā)下一代個人防護產(chǎn)品提供了新思路，相關成果以“Mass-Producible Hybrid Polytetrafluoroethylene Nanofiber Mat with Radial Island-Chain Architecture as Anti-Pathogen Cloth in Individual Protection”為題發(fā)表在Advanced Fiber Materials上。

來源：紡織導報