铜纳米颗粒(Cu NPs)与铜氧化物(CuO/Cu2O)修饰粘胶纤维的多功能化研究：从抗菌到催化的一体化设计

本研究针对粘胶纤维功能单一的问题，通过一锅法原位合成Cu、CuO和Cu2O纳米颗粒，赋予纤维抗菌、紫外防护、氨气传感及催化性能。成果发表于《International Journal of Biological Macromolecules》，为智能纺织品开发提供新策略。

　　

在纺织材料领域，纤维素纤维因其生物可降解性和舒适性被广泛应用，但天然缺乏抗菌、抗紫外等功能性。传统改性方法存在工艺复杂、成本高等问题，而纳米技术为纤维功能化提供了新思路。铜基纳米材料(Cu-based nanomaterials)凭借多重氧化态和低成本优势，在抗菌、催化等领域展现出巨大潜力，但如何实现其与再生纤维素纤维（如粘胶纤维）的高效结合仍是挑战。

埃及国家研究中心的Mohamed Rehan团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表研究，开发了一种通过调节pH、还原剂浓度和温度，以硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)为单一前驱体，在粘胶纤维上原位合成铜纳米颗粒(Cu NPs)、氧化铜(CuO)和氧化亚铜(Cu₂O)的一锅法策略。该技术通过纤维表面羟基的配位作用实现纳米颗粒稳定锚定，避免了传统外源负载法的团聚问题。

研究采用扫描电镜(SEM)观察纳米颗粒形貌，X射线衍射(XRD)验证晶体结构，并通过抗菌实验、紫外防护因子(UPF)测试、氨气显色反应和亚胺合成催化实验评估功能特性。结果显示：VF@CuO对金黄色葡萄球菌的抑菌圈达23 mm，VF@Cu₂O催化苯甲胺自偶联反应的产率达97%，所有改性纤维UPF值均超过45。氨气传感实验中，纤维在60秒内发生由棕黄至绿色的显色变化，展现出快速响应特性。

该研究的创新性体现在三方面：一是通过反应条件调控实现单一前驱体制备三种功能相；二是首次在粘胶纤维上集成抗菌、催化等五种功能；三是开发了温和条件下高效催化亚胺合成的绿色工艺。这项成果不仅拓展了功能性纺织品的设计思路，更为医疗防护、环境监测等领域提供了新材料选择。其提出的"纤维基纳米反应器"概念，为后续开发其他金属氧化物修饰体系奠定了方法学基础。