李 蓉，葛 新，常留栓，楊麗梅

用于生化戰(zhàn)劑防護(hù)服的靜電紡絲納米功能纖維研究進(jìn)展

李 蓉，葛 新，常留栓，楊麗梅

介紹了靜電紡絲法制備納米功能纖維防護(hù)材料在生物化學(xué)戰(zhàn)劑防護(hù)方面的突出能力與特點(diǎn)，總結(jié)了靜電紡絲納米纖維在防護(hù)織物方面的應(yīng)用現(xiàn)狀、前景與優(yōu)勢(shì)，闡述了納米功能纖維在提高紡織品對(duì)生物和化學(xué)戰(zhàn)劑的防護(hù)能力方面的巨大潛力，綜合分析了該纖維主要發(fā)展應(yīng)用難點(diǎn)及其未來(lái)重點(diǎn)研究方向。

靜電紡絲；納米纖維；生化戰(zhàn)劑；防護(hù)織物

0 引言

因其獨(dú)特性質(zhì)，靜電紡絲納米纖維在過(guò)去十余年里一直都是研究的熱點(diǎn)。靜電紡絲纖維相對(duì)于碳納米管等其他納米纖維的優(yōu)勢(shì)主要在于其宏觀尺度方向上——靜電紡絲纖維直徑在納米級(jí)，但是長(zhǎng)度可能達(dá)到千米級(jí)。因此，在保有納米材料的大表面積特性的同時(shí)，靜電紡絲納米纖維避免了其他納米粒子或短纖維可能對(duì)健康產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。納米纖維在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用研究，例如過(guò)濾材料、組織工程、傷口敷料、靶向藥物、微傳感器等。目前進(jìn)入商業(yè)開(kāi)發(fā)階段的是納米纖維空氣過(guò)濾材料。納米纖維過(guò)濾材料將產(chǎn)生更大的靜電力和范德華力，使微小顆粒物更容易被攔截到纖維表面，納米尺度纖維直徑具有非常大的比表面積和很小的孔徑，因此決定了這種過(guò)濾材料在保持高過(guò)濾效率的同時(shí)具有更小的空氣阻力。

另外，納米纖維的大比表面積可以用來(lái)更有效地與生物或化學(xué)的防護(hù)添加劑復(fù)合。由于非常適用于主動(dòng)或被動(dòng)過(guò)濾，且易于同織物或非織造布復(fù)合，靜電紡絲納米纖維是生物和化學(xué)戰(zhàn)劑防護(hù)織物的絕佳材料。本文結(jié)合對(duì)靜電紡絲納米纖維特點(diǎn)分析，重點(diǎn)論述靜電紡絲納米功能纖維在生化戰(zhàn)劑防護(hù)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用、存在的問(wèn)題，以及未來(lái)發(fā)展的主要方向。

1 靜電紡絲納米纖維特點(diǎn)及生物化學(xué)戰(zhàn)劑防護(hù)對(duì)材料的要求

1.1 靜電紡絲納米纖維特點(diǎn)

靜電紡絲是一種簡(jiǎn)便靈活的制備納米纖維的方法，其優(yōu)點(diǎn)在于經(jīng)濟(jì)便宜，過(guò)程簡(jiǎn)便[1-2]。靜電紡絲整個(gè)過(guò)程在室溫下進(jìn)行，從液態(tài)形成固態(tài)纖維不需要添加輔助凝結(jié)的物質(zhì)。與熔融紡絲的冷卻固化相比，靜電紡絲溶液的固化是靠溶劑蒸發(fā)，因此可以使纖維保有復(fù)雜的化學(xué)功能，更適用于個(gè)人防護(hù)裝備材料的合成。在靜電紡絲過(guò)程中，聚合物液滴被施加高電壓，導(dǎo)致帶同電荷的分子互相排斥，當(dāng)排斥力大于聚合物液滴的表面張力時(shí)，液滴表面破裂并形成一股帶電的射流，飛向最近的接地或帶異向電的接收板。靜電紡絲纖維可以從融化的聚合物或者溶解的聚合物獲得，具有較高的分子取向和強(qiáng)度。纖維的固化是冷卻、蒸發(fā)、交叉或定向拉伸的綜合結(jié)果。

靜電紡絲發(fā)展歷史中有過(guò)幾次制造織物的商業(yè)嘗試。1938年Rozenblum和Petryanov-Sokolov將靜電紡絲材料制成了過(guò)濾器，也就是后來(lái)的Petryanov過(guò)濾器，它通過(guò)以微米纖維為支撐材料來(lái)接收非織造的靜電紡絲納米纖維制成（如圖1所示）。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于避免了納米材料比較脆弱的缺點(diǎn)，并且使得納米纖維可以直接融入生產(chǎn)過(guò)程。到1939年，將醋酸纖維素溶解于二氯乙烷與乙醇進(jìn)行靜電紡絲，專門為氣體面具生產(chǎn)靜電紡絲過(guò)濾元件，又名“戰(zhàn)場(chǎng)過(guò)濾器”[3]。

圖1 工業(yè)用過(guò)濾器的掃描電鏡照片（其中納米纖維復(fù)合在微米纖維基底）

從20世紀(jì)80年代起，美國(guó)Donaldson公司也開(kāi)始應(yīng)用靜電紡絲生產(chǎn)納米纖維過(guò)濾器，取名“Ultra-Web”，目前已經(jīng)成功應(yīng)用在工業(yè)、日用和軍事等諸多方面[4]。2006年，美國(guó)杜邦公司開(kāi)發(fā)了混合膜技術(shù)（hybrid membrane technology，HMT），可以用于空氣過(guò)濾、能源儲(chǔ)存和服裝等方面。杜邦的HMT包含了連續(xù)的聚合物膜，直徑為100 nm～1 μm，使得過(guò)濾效率可以達(dá)到微濾膜水平[5]。

1.2 生物化學(xué)戰(zhàn)劑對(duì)防護(hù)材料的要求及靜電紡絲的應(yīng)用嘗試

目前用于生化戰(zhàn)劑防護(hù)的織物主要有2種：一是完全的隔絕密封防護(hù)服，例如有害物質(zhì)防護(hù)服；另一種是透氣的吸收式防護(hù)服，例如美軍現(xiàn)列裝的JSLIST服[6]。

Graham等人列出了化學(xué)防護(hù)服的主要性能要求，包括對(duì)液體和蒸汽有害物的有效防護(hù)、防淋雨、透氣性、機(jī)械強(qiáng)度、克重和耐用性[4]。為了達(dá)到要求，現(xiàn)有防護(hù)織物大都由多層織物復(fù)合而成，外層再覆蓋一層堅(jiān)韌致密的涂層。這種復(fù)合織物制成防護(hù)服的缺點(diǎn)是笨重、不透氣、濕熱負(fù)擔(dān)嚴(yán)重[7]。因此，最近有人提出了將靜電紡絲納米纖維與防護(hù)織物復(fù)合使用以克服上述缺點(diǎn)的實(shí)用性建議。

美軍的Natick士兵中心正在研究將靜電紡絲納米纖維開(kāi)發(fā)為新一代的生化防護(hù)服面料。據(jù)報(bào)道，靜電紡絲納米纖維層攔截空氣中顆粒物的效率非常高（如圖2所示），同時(shí)不影響織物的透濕性，這是滿足穿著人員熱舒適性所必需的特征[8]。Lee報(bào)道相比于目前常用的個(gè)人防護(hù)裝備，靜電紡聚丙烯纖維層壓膜具有出色防護(hù)性能的同時(shí)兼具一定的透氣透濕性[9]。相比于傳統(tǒng)的過(guò)濾材料，靜電紡絲納米纖維具有更小的纖維直徑和更大的表面積，因此在不犧牲透氣性的同時(shí)具有更高的過(guò)濾效率。

圖2 空氣過(guò)濾器中的納米纖維上捕捉的孢子

2 靜電紡絲納米纖維應(yīng)用于生物化學(xué)戰(zhàn)劑防護(hù)材料的優(yōu)勢(shì)

靜電紡絲納米纖維的種種物理性質(zhì)表明將其應(yīng)用于生化戰(zhàn)劑防護(hù)服是具有明顯優(yōu)勢(shì)的。由亞微米級(jí)的靜電紡絲納米纖維構(gòu)成的膜非常薄，具有非常小的孔徑和極大的比表面積，將其應(yīng)用于防護(hù)織物具有粒子攔截效率高、透氣性好、面密度低和壓力損失小等優(yōu)點(diǎn)。另外，纖維表面易于改性，并且該過(guò)程可以融入到制造過(guò)程中，更有利于提高個(gè)人防護(hù)裝備的性能。

2.1 氣溶膠過(guò)濾效率高

靜電紡絲納米纖維膜的其中一個(gè)優(yōu)勢(shì)是對(duì)氣溶膠的過(guò)濾效率高。Gibson等人證實(shí)了靜電紡絲纖維對(duì)氣溶膠粒子的高攔截效率[10]。將靜電紡聚苯并咪唑膜、聚氨酯膜、收集在聚氨酯多孔材料上的尼龍膜與商用的聚四氟乙烯（PTFE）微米膜和聚偏氟乙烯（PVDF）亞微米膜進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)的靜電紡絲纖維膜與PTFE和PVDF過(guò)濾器的空氣阻力相當(dāng)，且在檢測(cè)條件下未發(fā)現(xiàn)氣溶膠顆粒的穿透。Gibson還指出，靜電紡絲納米纖維的穿透阻力優(yōu)于目前美軍使用的織物，例如BDO織物和SARATOGA襯里。

一般來(lái)說(shuō)生化戰(zhàn)劑防護(hù)材料的防護(hù)性能與透氣性是相互對(duì)立的2個(gè)參數(shù)，但靜電紡絲纖維可以兼具防護(hù)性能和透氣性[9]。后來(lái)Lee和Obendorf證實(shí)了聚氨酯靜電紡絲纖維具有類似的性質(zhì)[11]。另外，靜電紡絲過(guò)程有可能是一種靜電駐極過(guò)程，使納米纖維帶有穩(wěn)定的電荷，從而提高纖維對(duì)空氣顆粒物的過(guò)濾性能[12]。

2.2 高透氣性

個(gè)人防護(hù)裝備的透濕性直接關(guān)系到穿著人員的舒適性。透濕性是指水蒸氣分子穿過(guò)織物層的比率。透氣性則是指空氣穿透織物的性能，一般具有良好透濕性和低空氣穿透性的材料是制作防護(hù)織物的好選擇。國(guó)內(nèi)外有許多檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)估織物的水蒸氣透過(guò)性，包括ASTME 96《檢測(cè)水蒸氣透過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方法》、ISO 11092《穩(wěn)定狀態(tài)下熱量和水蒸氣攔阻能力的檢測(cè)》、BS 7209《水蒸氣穿透織物的檢測(cè)》、GB/T 12704.1—2009《織物透濕性測(cè)試》等。

Gibson等人使用并對(duì)比了靜電紡絲納米纖維與幾款商用過(guò)濾材料的空氣穿透性和透濕性[13]。測(cè)試采用了靜電紡絲聚丙烯腈（polyacrylonitrile，PAN）和聚苯并咪唑（polybenzimidazole，PBI）納米纖維膜，結(jié)果表明，PAN和PBI納米纖維的透氣性與PTFE微米膜相當(dāng)，但是比常見(jiàn)的織物材料要高。透濕性也與PTFE微米膜相當(dāng)，好于其他商用的材料。該結(jié)果表明，靜電紡絲納米纖維可以提供良好的氣溶膠防護(hù)性能，同時(shí)具有良好的透濕性能。Hussain等人對(duì)比研究了靜電紡絲納米纖維復(fù)合織物，將聚環(huán)氧乙烷納米纖維復(fù)合在不同類型的商用織物上，形成了Petryanov型過(guò)濾膜，在過(guò)濾效率提高的同時(shí)透濕性并沒(méi)有明顯的降低[14]。

2.3 低克重和低空氣阻力

靜電紡絲納米纖維的微小直徑意味著納米纖維層非常薄，一般只有幾微米厚。據(jù)估計(jì)，1 m2大小、10 μm厚的聚乙烯醇納米纖維總表面積達(dá)40 m2[15]。由于靜電紡絲納米纖維的多孔結(jié)構(gòu)和細(xì)小的孔徑，所以僅需要很少量的纖維堆積就可以顯著提高過(guò)濾器的性能。Gibson等人證實(shí)，僅僅覆蓋0.001 kg/m2的靜電紡絲納米纖維在聚氨酯多孔材料上，就可以攔截100%的氣溶膠粒子[10]。Lee研究結(jié)果也表明，0.001 kg/m2的靜電紡絲聚氨酯纖維覆蓋到無(wú)紡布上就可以將殺蟲(chóng)劑穿透率從85%降低到25%以下[11]。因此，采用靜電紡絲的方法將納米纖維復(fù)合到其他材料上，在幾乎不增加原有材料克重的情況下，顯著提高了其過(guò)濾效率和氣體穿透性。

近來(lái)，Vitchuli等人研究了靜電紡絲尼龍纖維防護(hù)織物的克重、過(guò)濾效率、空氣阻力和透氣性之間的關(guān)系。12%的尼龍?jiān)?0 kV高壓下靜電紡絲成平均直徑為150 nm的纖維并沉積在尼龍/棉（重量比50w/50w）的織物基底上，沉積不同時(shí)間得到不同面密度的樣品。結(jié)果顯示，相比于對(duì)照組，6.5～8.5 g/m2的靜電紡絲納米纖維可以將過(guò)濾效率從38%提高到99.5%，同時(shí)壓降和透氣性并沒(méi)有顯著改變[15]。這一結(jié)果表明僅僅少量的納米纖維就可以大大提高過(guò)濾效率，同時(shí)不增大空氣阻力和透氣性。

2.4 優(yōu)良的表面改性特性

將特殊材料修飾到靜電紡絲纖維表面在生物化學(xué)戰(zhàn)劑防護(hù)應(yīng)用方面具有很重要的優(yōu)勢(shì)。圖3為表面改性在納米纖維上的不同方式。這些改性材料可以是在原材料中，也可以是在纖維形成過(guò)程中或形成后加入。選擇性吸收纖維具有更高的生物化學(xué)戰(zhàn)劑阻隔效率，因?yàn)橛泻ξ镔|(zhì)不僅被物理吸收而且可以被化學(xué)反應(yīng)掉。這種改性可以是化學(xué)的或者生化的，將特定的抗體附著在纖維表面即可獲得生化改性。類似改性也可以減小生化防護(hù)服使用后廢棄時(shí)產(chǎn)生的二次污染。另外，改性后的纖維的優(yōu)異特性使得采用最少量的改性材料就可以獲得高效的防護(hù)織物，可以用來(lái)制作輕便、透氣、舒適的防護(hù)服。

圖3 纖維表面改性方法

將改性劑直接復(fù)合到靜電紡絲納米纖維上有可能增強(qiáng)催化劑的反應(yīng)活性，而不會(huì)由于材料包裹而降低反應(yīng)速率。Graham等進(jìn)行了將靜電紡絲納米纖維作為改性劑載體的相關(guān)研究，將1%多金屬氧化鹽（polyoxometallate，POM）加入到10%的高聚物有機(jī)溶液進(jìn)行靜電紡絲，結(jié)果表明，改性的高聚物在24 h內(nèi)反應(yīng)了最多的化學(xué)戰(zhàn)劑，反應(yīng)速率超過(guò)了單獨(dú)的POM[4]。

Ramaseshan等將某種新型催化劑加入聚氯乙烯（PVA）制成靜電紡絲納米纖維膜，并用紫外分光光度計(jì)來(lái)檢測(cè)對(duì)氧磷的水解程度，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與目前防護(hù)服中使用的活性炭進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，PVA納米纖維的水解能力比活性炭高了11.5倍[16]。Sundarrajan等將氧化鎂（MgO）和三氧化二鋁（Al2O3）納米粒子復(fù)合在納米纖維上用來(lái)防護(hù)對(duì)氧磷神經(jīng)毒劑，結(jié)果表明，復(fù)合納米纖維水解速率是活性炭的2倍[17]。

與傳統(tǒng)的紡絲液混合的方法相比，靜電紡絲后復(fù)合法具有高表面活性基團(tuán)、更劇烈的反應(yīng)和操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。CHEN等也在靜電紡絲纖維表面改性方面取得了進(jìn)展[18]，使用layer-by-layer（LBL）方法將化學(xué)活性聚陰離子、聚羥基脂肪酸酯（PHA）、抗菌聚陽(yáng)離子和聚N-乙烯基胍復(fù)合到靜電紡絲PAN納米纖維上。處理過(guò)的PAN纖維樣品通過(guò)DFP方法進(jìn)行檢測(cè)，以化學(xué)戰(zhàn)劑、革蘭氏陰性菌的大腸桿菌和革蘭氏陽(yáng)性菌的金黃色葡萄球菌作為指示劑。測(cè)試結(jié)果表明，LBL法處理的PHA/PVG納米纖維比未處理的樣品在DFP降解速率上快了60倍，殺菌效果達(dá)到99.9%。

2.5 生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單

從工業(yè)角度看，靜電紡絲技術(shù)相比于其他制備方法具有一定的優(yōu)勢(shì)。國(guó)外許多制造商都認(rèn)為，大規(guī)模制造納米纖維是可行的。靜電紡絲是一種簡(jiǎn)便、通用并可升級(jí)的制備納米材料的技術(shù)。在它的基本要素中，靜電紡絲過(guò)程只需要2個(gè)電極，大部分情況下制備過(guò)程都在常規(guī)的環(huán)境中進(jìn)行。

靜電紡絲的過(guò)程幾乎是通用的，它可以將不同種類的高分子聚合物、纖維和微?！皳胶汀痹谝黄鹬苽洳煌募{米纖維膜。大約有50種高分子聚合物溶液已經(jīng)成功通過(guò)靜電紡絲制成了納米纖維，并且許多高聚物組合或者高聚物添加劑組合獲得了獨(dú)特的性能[19]。它的通用性也使得納米纖維可以與已有織物結(jié)合得到復(fù)合防護(hù)織物。靜電紡絲納米纖維有望直接附著沉積在三維身軀掃描出的三維構(gòu)架，這樣一來(lái)就可以解決防護(hù)服制造商面臨的接縫密封問(wèn)題。

與拉伸、相分離和自組裝這些方法相比，靜電紡絲技術(shù)是一種便捷且可拓展的方法，因此，通過(guò)改進(jìn)技術(shù)就有望將產(chǎn)量達(dá)到期望的水平[2]。前蘇聯(lián)的工業(yè)就將靜電紡絲技術(shù)改進(jìn)以獲得高產(chǎn)量[3]。

3 靜電紡絲納米纖維走向生化戰(zhàn)劑防護(hù)應(yīng)用需要解決的問(wèn)題

雖然靜電紡絲具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)它也有一些缺點(diǎn)，主要有產(chǎn)量低、機(jī)械強(qiáng)度有限、難以控制纖維數(shù)量和孔徑等。

靜電紡絲的主要問(wèn)題之一就是產(chǎn)量低。在傳統(tǒng)的單針頭靜電紡絲過(guò)程中，高分子聚合物的給料速率一般為每小時(shí)幾毫升。這意味著對(duì)于0.2 g/mL的紡絲液，每小時(shí)從單針頭收集到的纖維只有0.3 g。因此有必要增加產(chǎn)量使靜電紡絲技術(shù)更有競(jìng)爭(zhēng)力。目前，已經(jīng)有工業(yè)生產(chǎn)級(jí)靜電紡絲設(shè)備通過(guò)多針頭共紡可以將纖維產(chǎn)量提高到理想速率，例如Nano FMG Nanospinner416就有256個(gè)獨(dú)立的紡絲頭[20]，然而一些高產(chǎn)量設(shè)計(jì)犧牲了纖維的控制精度。在紡絲過(guò)程也有一些獨(dú)辟蹊徑的改進(jìn)，無(wú)針頭的應(yīng)用給靜電紡絲大量生產(chǎn)提供了新的途徑[21]，如Petras設(shè)計(jì)的無(wú)針頭式靜電紡絲設(shè)備，大大提高了紡絲的產(chǎn)量[22]。

靜電紡絲納米纖維在宏觀尺度的機(jī)械強(qiáng)度并不好——單獨(dú)一根纖維可能具有較好的強(qiáng)度，但負(fù)載能力相對(duì)較低。不僅如此，它較強(qiáng)的吸附力能迅速吸引大量的污染物至表面，影響纖維強(qiáng)度，因此在生物化學(xué)戰(zhàn)劑防護(hù)服方面的應(yīng)用時(shí)，靜電紡絲納米纖維的薄層并不能作為單獨(dú)的過(guò)濾材料。將靜電紡絲膜復(fù)合到一個(gè)基質(zhì)上作為保護(hù)支撐是解決方法之一。Graham等研究了將靜電紡絲尼龍納米纖維復(fù)合到已有的JSLISTS織物上，發(fā)現(xiàn)將2層靜電紡絲納米纖維夾心在2層紡粘織物中間獲得的持久性最好[4]。這種結(jié)合方式保護(hù)了納米纖維不被直接摩擦并且提供了一個(gè)穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)。

孔徑大小直接關(guān)系到氣溶膠過(guò)濾效率和空氣阻力。理論上最理想的情況是獲得小孔徑的同時(shí)，可以保持靜電紡絲膜的壓合密度和厚度。一種解決途徑是控制納米纖維的沉積方式。傳統(tǒng)的靜電紡絲由于過(guò)程中的不穩(wěn)定性，制備的納米纖維都是隨機(jī)雜亂取向。通過(guò)一些方法可以控制纖維的取向[23]，例如移動(dòng)接收板，主要用于大面積紡絲的定向取向纖維，但會(huì)導(dǎo)致多針頭設(shè)計(jì)制備的纖維會(huì)互相排擠變的不均勻。也有使用平行電極接收板，但是這種方法制備的纖維只朝一個(gè)方向。近來(lái)出現(xiàn)了一種使用電場(chǎng)疊加原理來(lái)控制纖維堆積的非移動(dòng)方法，獲得類似織布機(jī)那樣涇渭分明的纖維膜，其孔徑和纖維數(shù)量和均勻度均有大幅提高[24]。

4 靜電紡絲納米纖維在未來(lái)生物化學(xué)戰(zhàn)劑防護(hù)方面的發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，靜電紡絲納米纖維在生物化學(xué)戰(zhàn)劑防護(hù)服的應(yīng)用方面獲得了大大的關(guān)注。這主要是由于它獨(dú)特的超細(xì)直徑和大表面積特性。由于它的納米尺度半徑和千米范圍的長(zhǎng)度，靜電紡絲納米纖維被視為納米尺度和宏觀制度之間完美的中間物。迄今為止，已經(jīng)有許多防護(hù)方面的應(yīng)用研究，這無(wú)疑會(huì)在將來(lái)發(fā)展出更高效的防護(hù)材料。

未來(lái)靜電紡絲納米纖維研究的方向主要是纖維的改性和穩(wěn)定量產(chǎn)方面。如果使用生物高分子聚合物作為靜電紡絲基質(zhì)，那么將特殊生化戰(zhàn)劑防護(hù)功能復(fù)合到纖維上是完全可能的，這種改性可以避免穿著者受到外部的有害物質(zhì)和病原體的侵害。在穩(wěn)定量產(chǎn)方面，簡(jiǎn)化多噴頭紡絲裝置、自動(dòng)溶液分離與回收、長(zhǎng)纖維的獲取、減弱射流間的干擾作用等技術(shù)將是研究的重點(diǎn)。另外，靜電紡絲纖維的環(huán)境自適應(yīng)、有害物質(zhì)自動(dòng)報(bào)警的微傳感、高強(qiáng)度物理傷害防護(hù)、輔助控制傷口感染、凝血等特殊功能研究也是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)之一。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著近年來(lái)人們對(duì)靜電紡絲技術(shù)的研究不斷深入，靜電紡絲納米纖維的應(yīng)用領(lǐng)域也愈加廣闊。我們相信，這項(xiàng)技術(shù)的成熟、發(fā)展和不斷實(shí)施，必將在未來(lái)生物化學(xué)戰(zhàn)劑防護(hù)方面取得令人矚目的成績(jī)。

[1]Reneker D H，Chun I.Nanometre diameter fibres of polymer，produced by electrospinning[J].Nanotechnology，1996，7（3）：216-223.

[2]Ramakrishna S，F(xiàn)ujihara K，Teo W E，et al.An introduction to electrospinning and nanofibers[M].London：N J World Scientific，2005.

[3]Filatov Y，Budyka A，Kirichenko V.Electrospinning of micro and nanofibers：fundamentals and applications in separation and filtrationprocesses[M].New York：Begell House Inc，2007.

[4]Graham K，Gogins M，Schreuder-Gibson H.Incorporation of electrospun nanofibers into functional structures[C]//processing of 2003 International Nonwovens Technical Conference.Baltimore：Maryland，2003.

[5]蘆長(zhǎng)椿.聚合物納米纖維技術(shù)與快速拓展的市場(chǎng)[J].合成纖維，2012，41（5）：22-26.

[6]Schreuder-Gibson H L，Truong Q，Walker J E，et al.Chemical and biological protection and detection in fabrics for protective clothing[J]. MRS Bulletin，2003，28（8）：574-578.

[7]CHEN L，Bromberg L，Schreuder-Gibson H，et al.Chemical protection fabrics via surface oximation of electrospun polyacrylonitrile fiber mats[J].J Mater Chemi，2009，19：2 432-2 438.

[8]Schreuder-Gibson H，Gibson P，Senecal K，et al.Protective textile materials based on electrospun nanofi bers[J].J Adv Mater，2002，34：44-55.

[9]Lee S，Obendorfk.Developing protective textile materials as barriersto liquid penetration using melt-electrospinning[J].J Appl Polym Sci，2006，102：3 430-3 437.

[10]Gibson P，Schreuder-Gibson H，Rivin D.Transport properties of porous membranes based on electrospun nanofibers[J].Colloids Surf A Physicochem Eng Asp，2001，187：469-481.

[11]Lee S，Obendorf S K.Use of electrospun nanofiber web for protective textile materials as barriers to liquid penetration[J].Text Res J，2007，77：696-702.

[12]夏蘇，王政，楊荊泉，等.利用靜電紡絲技術(shù)制備新型生物防護(hù)材料[J].合成纖維，2008（1）：1-4.

[13]Gibson P，Schreuder-Gibson H，Pentheny C.Electrospinning technology：direct application of tailorable ultrathin membranes[J].J Coated Fabrics，2007，28：63-72.

[14]Hussain M，Purushothaman A，Ramkumar K.Breath ability and protection studies of nanofiber composite fabrics[C]//processing of 2007 International Nonwovens Technical Conference.Atlanta：GA，2007.

[15]Tucker N，Stanger J，Vitchuli N，et al.Electrospun ultrathin nylon fibers for protective applications[J].J Appl Polym Sci，2010，116：2 181-2 187.

[16]Ramaseshan R，Sundarrajan S，Liu Y，et al.Functionalized polymer nanofibre membranes for protection from chemical warfare stimulants[J].Nanotechnology，2006，17：2 947-2 953.

[17]Sundarrajan S，Ramakrishna S.Fabrication of nanocomposite membranes from nanofibers and nanoparticles for protection against chemical warfare stimulants[J].J Mater Sci，2007，42（20）：8 400-8 407.

[18]CHEN L，Bromberg L，Lee A，et al.Multifunctional electrospun fabrics via layer-by-layer electrostatic assembly for chemical and biological protection[J].Chem Mater，2010，22：1 429-1 436.

[19]HUANG Z M，ZHANG Y Z，Kotaki M.A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites[J].Compos Sci Technol，2003，63：2 223-2 253.

[20]Marsh H，Rodrìguez-Reinoso F.Activated carbon[EB/OL].（2011-01-17）[2014-12-25].http：//www.nanofmgroup.com/Nanospinner_ eng.html.

[21]謝概，宋慶松，鄧德鵬，等.無(wú)針頭靜電紡絲研究進(jìn)展[J].工程塑料應(yīng)用，2014，42（6）：117-121.

[22]Petras D，Maly M，Pozner J，et al.Rotary spinning electrode：United States patent，2010，20100034914[P].2012-02-11.

[23]吳韶華，張彩丹，覃小紅，等.靜電紡取向納米纖維束及納米纖維紗線的研究進(jìn)展[J].高分子材料科學(xué)與工程，2014，30（6）：182-186.

[24]Nurfaizey A H，Stanger J，Tucker N，et al.Manipulation of electrospun fibres in flight：the principle of superposition of electric fields as a control method[J].J Mater Sci，2012，47：1 156-1 163.

（收稿：2014-09-18 修回：2014-12-26）

（欄目責(zé)任編校：李惠萍）

Functional electrospinning nanofibers in protection clothing for biological and chemical warfare agents

LI Rong1,GE Xin2,CHANG Liu-shuan1,YANG Li-mei1
（1.Research and Teaching Section of Protective Medicine,Department of Medical Service,Logistics University of CAPF,Tianjin 300309,China;2.Research and Teaching Section of Pathogenic Biology and Immunology,Logistics University of CAPF,Tianjin 300309,China）

The performances and characteristics of the functional electrospinning nanofibers were introduced in the field of protection against biological and chemical warfare agents,whose present situation,prospects and advantages were summarized.It's suggested that the functional nanofibers might contribute to increasing the protection ability of the textile against the biological and chemical agents.The difficulty and future trends of the functional nanofibers were analyzed also.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（9）：107-111]

electrospinning;nanofiber;biological and chemical warfare agents;protective clothing

R318；TB3

A

1003-8868（2015）09-0107-05

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.09.107

武警后勤學(xué)院面上項(xiàng)目（WHM201203）

李 蓉（1979—），女，講師，主要從事防護(hù)醫(yī)學(xué)技術(shù)與裝備方面的研究工作。

300309天津，武警后勤學(xué)院衛(wèi)生勤務(wù)學(xué)系部隊(duì)防護(hù)醫(yī)學(xué)教研室（李 蓉，常留栓，楊麗梅），病原生物與免疫學(xué)教研室（葛 新）