全球公共衛(wèi)生事件頻發(fā)，病原體防控成為社會(huì)密切關(guān)注的焦點(diǎn)。作為病原體防控的核心材料之一，個(gè)人防護(hù)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(hù)織物及制品對(duì)細(xì)菌、病毒等病原體的阻隔能力有限，且不具備主動(dòng)消殺功能，可能誘發(fā)二次污染；而提升安全阻隔性，勢(shì)必會(huì)不同程度地?fù)p失織物本身的舒適性。兼具安全阻隔性與舒適性的防護(hù)織物，往往因?yàn)楦甙旱某杀竞蛷?fù)雜的制造工藝，大多仍停留于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)階段。因此，開(kāi)發(fā)能夠同時(shí)滿足高安全性、高舒適性和可規(guī)?；慨a(chǎn)的防護(hù)織物，成為防護(hù)材料的重要研究方向之一。

近期，東華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合有機(jī)無(wú)機(jī)雜化技術(shù)與異步拉伸技術(shù)，開(kāi)發(fā)了一種可規(guī)模化量產(chǎn)的抗病原體雜化聚四氟乙烯納米纖維膜（HPNFM），并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造了基于HPNFM的個(gè)人防護(hù)服，突破了防護(hù)服在高安全性、高舒適性和可規(guī)?；a(chǎn)的“三角法則”，在未來(lái)有巨大的應(yīng)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(gòu)烷烴（IP）為改性劑和分散劑，成功構(gòu)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(guò)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(guò)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(jié)構(gòu)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(diǎn)”交錯(cuò)纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，其節(jié)點(diǎn)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(dú)特的放射狀“島-鏈”納米多孔結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)結(jié)合表面裸露的高效抗病原體納米顆粒，利用耦合靜電誘導(dǎo)和活性氧基病原體消殺機(jī)制，可實(shí)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(xì)菌模型，通過(guò)抗菌實(shí)驗(yàn)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(qiáng)，微觀上細(xì)菌形態(tài)表現(xiàn)出褶皺與破裂特征。當(dāng)添加量為4.0%時(shí)，培養(yǎng)皿幾乎無(wú)菌落繁殖，說(shuō)明HPNFMs具有一定的廣譜抗菌性能。

在抗病毒效果評(píng)價(jià)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(xì)胞（A549）分別作為感染病原體和受感染細(xì)胞。相較于空白組和對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組（HPNFMs）的胞內(nèi)熒光強(qiáng)度明顯下降，表明大量病毒已被HPNFMs表面節(jié)點(diǎn)處的ROS滅活，不具備感染細(xì)胞的能力，表現(xiàn)出高效的抗病毒性能。

在此基礎(chǔ)上，研究人員設(shè)計(jì)制造了基于雜化PTFE納米纖維膜的主動(dòng)防護(hù)型防護(hù)服。相較于傳統(tǒng)防護(hù)服，該防護(hù)服不僅透氣透濕，有效實(shí)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(xì)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(hù)織物及制品的性能需求。

該研究為開(kāi)發(fā)下一代個(gè)人防護(hù)產(chǎn)品提供了新思路，相關(guān)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(lái)源：紡織導(dǎo)報(bào)