日期：09-11-25 09:41:15 編輯：亞洲紡織聯盟網
美國得克薩斯科技大學Ramkumar等認為，奈米材料將是非織造布生產中未來的熱潮，他們認為非織造布產品在奈米科技的發展中默默地發揮著作用。1934年纖維素醋酸纖維電子紡絲專利技術被普遍認為是奈米技術的基礎。
奈米技術最早是在電子行業獲得應用，紡織業採用較遲，至今大量應用不多。Donaldson的奈米過濾器材和Nano-Tex防水濺織物是少量進入市場的產業化產品。據Donaldson人員稱，其全部產品中約1/3含有某種奈米材料。至今全球約有100余家院校和工業研究單位正在從事有關奈米纖維、紡織品和聚合物的探索，一些國家的政府大量投入資金，據美國國家科學基金會資料，2005年在奈米技術方面投入資金超過40億美元。美國、歐盟和日本在這方面走在前面，近年在纖維和紡織品奈米技術方面也有一些令人感興趣的發展。
奈米纖維
實驗室開發的奈米級纖維產品，具有比表面積大、柔性、透氣性、微孔結構、重量輕、楊氏模量高以及功能性好等優點，目前已有少數成功地批量應用。如過濾器，防化學毒性織物的襯裏層，組織支架(tissue scaffold)以及一些高端工程應用。一般把直徑為100-500奈米的纖維視作奈米纖維。
1934年Anton Formhals發明的電子紡絲方法是今日非織造布奈米纖維電子紡絲的先驅。電子紡絲是採用高壓電場的帶電荷噴嘴，將聚合物溶液紡絲，溶劑蒸發乾燥後形成奈米纖維網材。從嚴格意義上講，奈米纖維是亞微米級纖維的非織造布網材。根據最終用途，各種聚合物，如天然，合成和生物可降解聚合物都可以應用電子紡絲方便地製成奈米纖維網材。由於Akron大學Reneker教授的著作，上世紀90年代興起了一股奈米纖維紡絲的熱潮， Doshi在田納西州開創了奈米技術公司eSpin Technologies Inc.，用多種聚合物批量生產電子紡絲奈米纖維。
麻省理工學院(MIT)的Rutledge集團進行了電子紡絲的基礎研究，決定了某種聚合物可紡制相應纖維直徑的終端噴嘴口徑。
應用於軍工
除了用於過濾器材，功能性奈米纖維由於其潛在的抗禦化學和生物武器的能力，在軍工研究和開發中受到重視。為了保護戰士免受毒物傷害並提供必要的舒適性，奈米纖維大有用武之地。奈米纖維襯料防生化軍裝重量輕、透氣、功能廣、防化性能好、可以防禦有毒液體、蒸氣和煙霧。
美國Natick軍人中心和政府、工業、院校協作，探索奈米纖維和奈米微粒材料在防護服中的實際應用。其中有一些令人鼓舞的課題，如熱塑性彈力聚氨酯的電子紡絲織物，具有良好的性能;它彈性高，無需進一步加工或處理，強度就較高。目前的試驗和開發集中在功能性熔噴和電子紡絲;混入奈米級鋁、鈦料製成網材，再配以其他方法，將反應性化合物加到織物中，獲得自去污性能。
添加有其他材料的功能性奈米纖維網材可提高其應用價值。埋有金屬氧化物的奈米纖維可以催化有機磷化學武器藥劑。最近，得克薩斯理工大學成功地將氧化鎂(MgO)埋于聚合物纖維中，仔細地控制該過程，可以把奈米顆粒沉積于纖維表面，使其具有最大的化學反應性，提供較好的防毒功能。電子紡絲技術可以有效地用來開發蜂窩式filter-in-filter聚氨酯奈米網材。這些過濾器材由於奈米級網眼更好地捕捉顆粒，可提供過濾能力。
新加坡國立大學Ramakrishna集團和國防科技局(DSTA)協作，開發了奈米纖維防生化面罩，可以用奈米纖維網材替代活性炭來捕截空氣中的毒物，他們將奈米金屬材料和環糊精埋入奈米纖維來分解化學毒物。用化學武器模倣劑(simulants)“對氧磷”作初步試驗取得成功。最終目標是要開發可以洗滌和耐久性的奈米纖維軍服。
同時，MIT的Rutledge教授及其助手開發超級疏水性電子紡絲奈米材料織物，它受纖維表面化學性和形態特性的影響，這些拒水性奈米網材在防護服和生物醫學應用方面具有寬廣的最終用途。
田納西州大學TANDEC等，在非織造布中加入奈米相Mn (VⅡ)氧化錳(M-7-0劑)作防禦材料。M-7-0劑是環境友好材料，屬於路易斯強酸氧化劑。據稱這類非織造布布的主要優點是可以安全運輸，可根據最終用途製成不同形狀、靈活性好、去除化學武器藥劑污物和工業毒性的材料。
應用於生物醫學
康乃爾大學Freg教授及其助手們開發了生物可降解聚合物高比表面積和親水性材料，可用於藥物輸送和殺蟲劑輸送的生物感受器(biosensor)。Freg稱，奈米纖維的高比面積，在小體積纖維中感受器活性部位較多。
Donaldson公司在奈米纖維網材生物醫學領域的應用中走在前面，從事奈米纖維業務已有20餘年。1981年，其Ultra Web奈米纖維過濾器材產業化生產，並已拓展到新的應用範圍，如奈米纖維細胞培養材料和阻隔煙霧服裝。2002年，Donaldson又建立了一個新的小組，重點研究奈米纖維新的應用領域，並激勵合作研究夥伴，合資擴大批量應用;最近開發三維細胞培養介質，模擬體內細胞外基質(ECM)。生物可降解奈米網材，由於其和細胞外基質相似，可以作組織支架(tissue scaffold)。這類支架使細胞相互緊密靠近，而成長為三維組織機構。其關鍵因素是機械穩定性、生物配伍性、細胞增殖能力和細胞?基質互動性。這些決定著奈米纖維在生物醫學中應用。
最新進展
近來對奈米級紡熔纖維的興趣巨大，Hills公司用海?島方法已研究成功直徑250奈米的勻質熔紡纖維。據其稱，纖維強度可達到3克/旦，且可捲繞供下游工序進一步加工，Hills已開發出2-0.3微米級海?島纖維的紡粘織物;亦成功地用島?海方法製成300奈米直徑的奈米管，壁厚50-100奈米，已申請專利。Hills的奈米管纖維可用於防禦化學武器，藥物釋放，微米級過濾和微米級水力學器材(液壓裝置)。
日本電力公司(NEC)實驗室Sumio Ijima(純夫居島)于1991年開發了多層碳奈米管，其特點是重量輕，強度高、電性能和耐熱性好。美國Dallas得克薩斯大學(UTD)NanoTech研究所的科學家和澳大利亞聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)協作，在紡制多層碳質奈米管紗線技術方面有很大突破，該產品強度高、韌性好、極其柔軟、導電傳熱，可做成“智慧化”服裝，儲電能、防彈、調溫、多孔，穿著非常舒適。
非織造布中應用前景巨大
電子紡絲技術未能普及應用產業化，其原因之一可能是尚難以買到工業規模的機器設備。俄亥俄州的NanoStatics公司已開發了達到產業化規模高產量的奈米纖維和含奈米材料的電子紡絲機械製造技術。NanoStatics電子紡絲技術可正常生產50-100奈米直徑的纖維，其奈米網材厚度可做到100奈米-200微米範圍，具備投資生產條件。
蘇黎世科學經營諮詢公司ACON，AG公司估計，2015年全球奈米技術市場將達到900億美元。大量採用奈米纖維非織造布產品後，將有利於非織造布生產和紡織業開拓各種各樣的高附加值應用領域，利用奈米科學擴大其市場份額。基礎事業和工業界協作研究，將使非織造布致力於未來分子級技術取得雙贏。