综述:纳米技术在纺织品中的应用:环境安全与可持续实践

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management CS13

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  这篇综述聚焦纳米技术在纺织品中的应用。探讨纳米颗粒(NP)赋予纺织品功能的同时,分析其对人类健康和环境的毒理风险,梳理相关法规,介绍绿色纳米技术及新型纳米颗粒,为该领域可持续发展提供多方面参考。

  

纳米技术在纺织品中的应用:环境安全与可持续实践


摘要


纳米颗粒融入纺织品能赋予其显著功能,且保持柔韧性,如今在多领域广泛应用。但纳米技术对人类和环境的影响引发担忧。本文探讨纳米材料用于纺织品时的环境和安全问题,涵盖相关法规、绿色纳米技术应用等,并通过实例展示纳米颗粒可持续性与适用性协同发展的前景。

引言


纳米技术是在纳米尺度操控材料的技术,为纺织业带来变革,纳米颗粒应用提升了织物性能,支持可持续创新。2021 年全球纺织纳米技术市场约 58 亿美元,预计 2027 年达 154 亿美元,年复合增长率 17.1%,其中纳米银用于抗菌占比约 65% 。

不过,纳米颗粒的毒性不容忽视。其独特的尺寸和大比表面积等特性,可能带来不可预测的生物效应。比如单壁碳纳米管(SWCNTs)可能引发人体毒性、炎症和氧化应激。而且纳米颗粒在环境中持久存在并生物累积,危害水生和陆地环境。

在监管方面,欧洲化学品管理局(ECHA)、美国环境保护署(EPA)和美国职业安全与健康管理局(OSHA)虽制定了纳米材料使用和生产法规,但缺乏统一测定纳米颗粒释放的技术。因此,绿色纳米技术备受关注,其利用生物源材料和可生物降解聚合物,新合成技术如封装和表面改性可减少纳米颗粒排放。目前,关于纺织品生产、加工和废弃后纳米颗粒浸出对环境毒性的研究较少,本文将深入探讨这些问题。

纳米颗粒在纺织品中的应用


纳米颗粒可赋予纺织品多种功能,如抗菌、抗紫外线、抗静电、防水防污、阻燃等,还能去除染料废水中的残留颜色。因其高比表面积,能均匀融入纺织纤维,提供特定性能,像紫外线防护功能。

纺织品中纳米颗粒的毒理影响


纳米颗粒因抗菌、抗紫外线和耐用等特性,在智能纺织应用中很常见。然而,其独特的物理化学性质对人类健康和环境存在毒理风险。一些常用纳米颗粒,如银(Ag)和二氧化钛(TiO2),可能会带来潜在危害。

纳米颗粒在纺织品中的工业案例研究及应用


纳米技术迅速发展,改变了时尚和技术纺织领域。纳米颗粒凭借扩大的表面积、化学性质和功能行为,提升了纺织品功能,减少环境问题,创造新机遇。这部分内容探索了纳米技术在纺织品染色等方面的商业化应用。

下一代用于纺织品的纳米颗粒


纳米技术的新发展影响着纺织业,尤其是染色环节。新兴纳米颗粒,如量子点(QDs)、钙钛矿和纳米复合材料,具有化学响应性和热致变色性,正逐渐取代传统的银(Ag)和二氧化钛(TiO2)纳米颗粒,为高性能、可持续纺织产品带来潜力。

结论


如今,纳米技术显著推动了纺织业发展,赋予纺织品多种功能,延长织物寿命,减少染色用水。但在其快速发展过程中,必须重视纳米颗粒的环境和安全问题。通过加强研究、完善法规、发展绿色纳米技术等措施,有望实现纳米技术在纺织业的可持续发展,为行业带来更多创新和进步。

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