利用氧化锌纳米粒子提升医用防护纺织品功能的绿色方法

更清洁、更安全的医用织物

医院的病号服、口罩和床上用品本应保护患者和医护人员免受病菌和强紫外线（UV）的伤害，然而这些织物本身在反复洗涤后可能变得脆弱、不舒适，或失去其防护整理。该研究提出了一种温和且环保的方式，对常见的纯棉与涤棉混纺织物进行升级，使其更能抵御微生物并阻隔紫外线，同时保持耐用性并适合大规模医疗应用。

为何日常混纺织物需要改进

许多制服和医用织物采用棉与涤纶混纺，这是因为它们结实、不易皱且价格适中。然而，这类织物会随时间起毛球、手感变粗，并且本身对细菌和紫外线的内在防护有限。传统用于赋予抗菌或防晒功能的整理方法常依赖强烈化学品，这些处理易随洗涤流失，且可能带来环境与安全问题。作者寻求一种更环保的途径，能在现有工业流程中使用，通过温和的生物处理使织物表面更易牢固地结合保护性颗粒。

用大自然的工具准备织物

研究人员转向酶——作为天然催化剂的蛋白质——在加入微小氧化锌颗粒前轻柔地“抛光”织物表面。他们使用两种纤维素酶：一种在微酸性条件下效果最佳，另一种在中性条件下更适用，对纯棉与涤棉混纺织物进行处理。这些酶会啃噬表面松散纤维并部分断裂棉与涤纶成分中的某些键结。结果，织物表面触感更平滑，同时暴露出更多能吸引并固定金属基颗粒的化学基团。

在纤维上直接生长保护性颗粒

研究团队没有简单地将织物浸入现成的颗粒悬浮液，而是通过水相溶胶-凝胶工艺在织物上和纤维内部原位形成氧化锌纳米粒子。首先，将酶处理过的纺织品浸入锌盐溶液，纤维上新形成的表面基团吸附锌离子。随后通过精确调控温度和碱度，这些离子在原位转化为固体氧化锌纳米粒子并在纤维上生长。显微图像显示织物表面被一层均匀、连续的细小颗粒覆盖，元素分析与红外光谱证实了氧化锌在处理后确实存在并在多次洗涤后仍然附着。

抗菌与阻挡阳光

改性织物随后在多种棘手微生物（包括常见致病细菌和一种真菌）下进行了测试。经酶活化并负载氧化锌的样品显示出强烈的抑菌效果，即便在模拟工业洗涤五次后仍然显著。相比之下，未处理和仅经酶处理的织物未表现出有意义的抗菌作用。同样，经改性的织物在阻挡紫外线方面也进行了评估。原始的纯棉与涤棉混纺仅提供差到中等的紫外线防护，而经氧化锌处理的织物跃升至服装使用的最高防护等级，并且该性能在反复洗涤后仍能保持。用酸性酶活化的织物通常能保留略多的颗粒，因此相比用中性酶处理的样品提供了稍优的保护。

对未来防护服的意义

简而言之，研究表明通过酶温和地预处理织物可以使其更有效地捕获保护性的氧化锌颗粒，从而制成能杀灭病菌并阻隔有害紫外线、同时经得起日常洗涤的医用织物。由于这一方法依赖于水相处理和纺织行业已熟悉的酶，因而为比更强烈化学或高能耗方法更可行、更环保的替代方案提供了可能。生物技术与纳米技术的结合或能带来更安全、更耐用的防护服，惠及医护人员与患者，同时不以舒适性或环境责任为代价。

引用: Zagloul, T.M., Hassan, T.M. & Al-Balakocy, N.G. Green approach for improving functionality of medical protective textiles using ZnO NPs. Sci Rep 16, 8491 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39660-8

关键词: 医用纺织品, 抗菌织物, 氧化锌纳米粒子, 环保整理剂, 防紫外线服装