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纳米服装，真的有纳米材料吗？

珀金埃尔默 2020-08-11 13:19:11 295  浏览

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  越来越多的高科技已经进入到我们日常生活之中，比如纳米服装。将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间，利用纳米微粒表面积大、表面能高等特点，在物质表面形成一个均匀的、厚度极薄的（肉眼观察不到、手摸感觉不到）、间隙极小（小于100nm）的‘气雾状’保护层。使得常温下尺寸远远大于100nm的水滴、油滴、尘埃、污渍甚至细菌都难以进入到布料内部而只能停留在布料表面，从而产生了防水、防油、防紫外线等特殊效果。

  但是这些衣物经过洗涤，直到ZZ被丢弃，其中的纳米颗粒又会对环境造成负担。如何测定和评价纳米科技纺织品的纳米颗粒数量和尺寸分布，是纺织行业面对的新课题。

   二氧化钛（TiO₂）纳米颗粒具有紫外线防护功能和抗 菌特性，并且能够提高织物的亲水性并减少异味，因此被越来越多的应用到纺织行业。本应用报告使用单颗粒电感耦合等离子体质谱法（SP-ICP-MS），研究了几种商业纺织产品中TiO₂纳米颗粒的释放情况。

  样品

  用于评估的五种纺织样品均从当地商店购买，如表1所述。40％TiO₂纳米颗粒（30-50 nm）悬浮液购自美国研究纳米材料公司（US Research Nanomaterials™，位于美国德克萨斯州休斯顿市）。为了促使纳米颗粒分散，将Triton X-100（购自西格玛奥德里奇公司Sigma- Aldrich™，位于美国密苏里州圣路易斯）添加到所有溶液中，ZZ浓度为0.0001％。

   

  实验

  测量总钛时，将0.25g的每种纺织样品切成小片，放入5mL浓硝酸（65％）和1mL的浓氢氟酸（49％）中，放入微波炉中消解。消解后，每个样品添加6mL 10％H₃BrO₃（v/v），放入微波炉中与HF络合15分钟。然后，用去离子水将样品定容至50mL，并采用常规ICP-MS进行分析。

  检查TiO₂纳米颗粒从织物中的释放情况时，每个样品取400cm²，浸入200mL去离子水中。对容器超声处理15分钟，然后将其放在摇床上（每分钟150次）24小时。对容器进行第二次超声处理，然后取出等分液体进行分析。向空白去离子（DI）水中掺入2.7μg/L TiO₂纳米颗粒，作为对照品。如有必要，用去离子水进一步稀释样品，并在两次稀释之间进行超声处理，以zui大程度地减少纳米颗粒团聚。

  所有分析均在珀金埃尔默（PerkinElmer）的NexION^®电感耦合等离子体质谱仪上进行，该质谱仪上运行Syngistix™以用于ICP-MS软件。进行纳米颗粒分析时，使用Syngisitix纳米应用模块进行数据收集和处理。表2示出了进行TiO₂纳米颗粒分析的NexION工作条件。

   

  实验结果

  图1示出了TiO₂纳米颗粒（对照品）和三个样品的信号。这些图表清晰地显示了样品之间的差异：虽然TiO₂纳米颗粒对照品显示出可重复的、均匀的粒度分布，但样品的纳米颗粒粒度分布更大，高达200nm。此外，同一类型的样品之间也存在差异，如样品A和D所示。样品B和样品C不含大量TiO₂纳米颗粒。

   

  下面的表3和表4，分别为A~E样品中的总Ti含量和TiO₂纳米颗粒的尺寸和浓度。婴儿连体衣A和B形成了有意思的对比：A含有的基本全是TiO₂纳米颗粒，而B含有的基本都是其他形态的Ti离子。

  
  

   

  结论

  本研究表明，SP-ICP-MS能够检测和测定纺织品中释放的TiO₂纳米颗粒。使用SP-ICP-MS可以快速分析大量颗粒，能够提供单个颗粒的信息，克服了常规纳米颗粒分析技术的局限性。本研究结果表明，各个纺织产品都含有粒度和浓度不等的TiO₂纳米颗粒。

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