全球公共衛生事件頻發，病原體防控成為社會密切關注的焦點。作為病原體防控的核心材料之一，個人防護織物可有效切斷病原體的傳播途徑，保障人體健康。然而，傳統防護織物及制品對細菌、病毒等病原體的阻隔能力有限，且不具備主動消殺功能，可能誘發二次污染；而提升安全阻隔性，勢必會不同程度地損失織物本身的舒適性。兼具安全阻隔性與舒適性的防護織物，往往因為高昂的成本和復雜的制造工藝，大多仍停留于實驗室開發階段。因此，開發能夠同時滿足高安全性、高舒適性和可規模化量產的防護織物，成為防護材料的重要研究方向之一。

近期，東華大學研究團隊結合有機無機雜化技術與異步拉伸技術，開發了一種可規模化量產的抗病原體雜化聚四氟乙烯納米纖維膜（HPNFM），并在此基礎上設計制造了基于HPNFM的個人防護服，突破了防護服在高安全性、高舒適性和可規模化生產的“三角法則”，在未來有巨大的應用潛力。

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）和異構烷烴（IP）為改性劑和分散劑，成功構建了可穩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中的分散性及穩定性。更重要的是，在納米纖維膜熱定形過程（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定性及抗病原體活性。

經過雜化混合、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”納米結構的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-節點”交錯纖維網絡結構。同時，其節點處裸露的大量Cu2O NPs，可保障HPNFMs的高效抗菌、抗病毒性能。

研究發現，獨特的放射狀“島-鏈”納米多孔結構，賦予HPNFMs優異的防水性和透氣透濕性，可極大提升織物的舒適性；“島-鏈”結構結合表面裸露的高效抗病原體納米顆粒，利用耦合靜電誘導和活性氧基病原體消殺機制，可實現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菌模型，通過抗菌實驗發現，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，微觀上細菌形態表現出褶皺與破裂特征。當添加量為4.0%時，培養皿幾乎無菌落繁殖，說明HPNFMs具有一定的廣譜抗菌性能。

在抗病毒效果評價中，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胞（A549）分別作為感染病原體和受感染細胞。相較于空白組和對照組，實驗組（HPNFMs）的胞內熒光強度明顯下降，表明大量病毒已被HPNFMs表面節點處的ROS滅活，不具備感染細胞的能力，表現出高效的抗病毒性能。

在此基礎上，研究人員設計制造了基于雜化PTFE納米纖維膜的主動防護型防護服。相較于傳統防護服，該防護服不僅透氣透濕，有效實現熱濕傳遞，保障舒適性，還能在使用壽命周期內有效滅活細菌和病毒，滿足高安全性、高舒適性和可規模化生產的防護織物及制品的性能需求。

該研究為開發下一代個人防護產品提供了新思路，相關成果以“Mass-Producible Hybrid Polytetrafluoroethylene Nanofiber Mat with Radial Island-Chain Architecture as Anti-Pathogen Cloth in Individual Protection”為題發表在Advanced Fiber Materials上。

來源：紡織導報