使用艾草（Artemisia argyi）作为天然染料和叶下珠（Phyllanthus emblica）作为天然媒染剂，对丝绸织物进行环保染色

《RSC Advances》：Eco-friendly dyeing of silk fabric by using Artemisia argyi as natural dye and Phyllanthus emblica as natural mordant

丝绸织物天然蚁菜果提取物的媒染与抗菌性能研究。采用蚁菜果（Phyllanthus emblica）提取物作为新型媒染剂，通过系统优化pH 4、90℃、30分钟染色条件，显著提升色素吸附率（K/S值从2.82增至5.05），并增强色牢度（各洗涤/摩擦牢度提高0.5级）。红外光谱和XPS分析表明，蚁菜果单宁通过氢键与丝纤维及艾草染料形成三元复合物，表面形貌经扫描电镜证实粗糙度增加20%，抗菌率达93.03%。该工艺实现零金属污染，为可持续功能纺织品开发提供新路径。

　　
近年来，天然染料在纺织工业中的应用因其环保性和多功能性备受关注。然而，天然染料与纤维的结合力较弱，导致色牢度不足。传统金属媒染剂虽能提升染色效果，但其生态毒性问题难以忽视。为此，研究者探索了以金樱子（Phyllanthus emblica）果皮为原料提取单宁酸作为新型媒染剂，结合艾草（Artemisia argyi）染料对丝绸进行染色，并系统评估其染色性能与抗菌效果。

研究首先对金樱子提取物的化学特性进行表征。通过紫外-可见光谱发现，提取物在212nm和276nm处存在特征吸收峰，与单宁酸的结构特征一致。红外光谱进一步证实其富含酚羟基（3408cm?1特征峰）和酯基（1726cm?1吸收带），这些基团能与丝绸纤维中的氨基形成氢键网络。值得注意的是，酸性条件（pH4）能显著增强单宁酸与丝绸的静电相互作用，同时促进艾草染料中黄酮类成分的解离与吸附。

染色工艺优化表明，当金樱子提取物用量达20ml/100g纤维时，染色物的K/S值（色强度指标）从未媒染的2.82提升至5.05，色深度增加79%。通过调控pH至4，温度至90°C并保持30分钟，可获得最佳染色效果。该现象与单宁酸在酸性环境中的解离特性密切相关——单宁酸在pH4时形成带负电的氧阴离子，与丝绸纤维表面带正电的氨基产生强静电吸附，形成稳定的三元复合结构（丝绸-单宁酸-染料）。

色牢度测试显示，经金樱子媒染的丝绸在摩擦和洗涤后的色差值分别提升0.5级和0.5级。扫描电镜观察发现，媒染处理使丝绸纤维表面形成沟壑状结构（放大2500倍），比表面积增加约40%，这为染料分子提供了更多吸附位点。傅里叶变换红外光谱分析表明，单宁酸通过氢键与丝绸纤维中的酰胺键（1650cm?1特征峰）和氨基（3420cm?1特征峰）发生结合，同时形成新的C-O键（534cm?1吸收带），这些结构变化增强了染料与纤维的物理结合。

抗菌性能测试揭示出协同增效机制。经金樱子媒染的丝绸对金黄色葡萄球菌的抑菌率达93%，显著高于未媒染组（75.8%）。X射线光电子能谱分析显示，单宁酸引入使丝绸表面氧含量从12%增至14.4%，其中C-O键比例提升至40.2%，这可能与单宁酸破坏细菌细胞膜有关。电子显微镜观察到，处理后的丝绸纤维表面吸附大量单宁酸分子（呈颗粒状分布），形成致密的生物膜结构，能有效阻断细菌与纤维的接触。

该研究成功构建了"植物源染料+植物源媒染"的可持续染色体系，其创新点体现在三个方面：首先，利用艾草染料中天然含有的黄酮类成分与金樱子单宁酸形成复合结构，使染色牢度达到4级（GB/T 3920标准）；其次，通过优化pH和温度，实现了在90°C高温下仍能保持良好的生态安全性；最后，发现酸性媒染条件（pH2-6）不仅能提升染色深度，还能通过破坏细菌细胞膜的三层结构（脂多糖层、肽聚糖层、磷脂双层）产生协同杀菌效应。

工业化应用潜力方面，研究提出可建立金樱子果皮提取-单宁酸纯化-染色工艺联产体系。以每吨丝绸消耗50kg金樱子果皮计算，原料成本较传统媒染剂降低约60%。同时，染色废水经处理后，单宁酸回收率可达85%以上，实现资源循环利用。未来可拓展研究方向包括：开发金樱子与其他植物单宁的复合媒染剂；建立基于分子印迹技术的靶向抗菌改性工艺；以及构建包含环境效益、经济效益和社会效益的三维评估模型。

该成果为功能性纺织品的开发提供了新思路，特别是将传统中医药材（如金樱子）与现代纺织技术结合，既解决了染料固色问题，又赋予织物天然抗菌性能。在纺织行业绿色转型的背景下，这种"药食同源"的媒染技术既符合循环经济原则，又能满足医疗纺织品对安全性和功能性的双重需求，市场前景广阔。