納米纖維吸水材料 可讓紙尿布等更加安全和環(huán)保

一項(xiàng)發(fā)表在《今日應(yīng)用材料》(Applied Materials Today)上的研究稱，一種用納米纖維制造的新材料可以替代目前紙尿片和個(gè)人衛(wèi)生產(chǎn)品中的有害材料。

論文的作者，來(lái)自印度理工學(xué)院(Indian Institute of Technology)的研究人員表示，和現(xiàn)有材料相比這種新材料對(duì)環(huán)境的影響更小，對(duì)人類更安全。

過(guò)去的幾十年里，一次性紙尿片、衛(wèi)生巾和其他個(gè)人衛(wèi)生產(chǎn)品因?yàn)槭褂昧烁呶跃酆衔?SAP)而具有了吸水性。這些材料能夠吸收它們自身重量幾倍的液體。平均每張紙尿片能夠吸收自身重量30倍的液體。

但是這些材料并不是可生物降解的。在理想的情況下，一張紙尿片需要500年才能降解。而且SAP材料還與健康問(wèn)題有關(guān)，比如毒性休克綜合征，因此在80年代被禁止用于制造衛(wèi)生棉條。

據(jù)這些研究者稱，一種用電紡絲醋酸納米纖維制造的新材料沒(méi)有SAP的這些缺陷。他們?cè)谘芯恐蟹治隽诉@種材料，發(fā)現(xiàn)它可以代替SAP材料，用來(lái)制造女性衛(wèi)生用品。

該論文的通訊作者 Chandra Sharma 表示，“長(zhǎng)時(shí)間地使用這些產(chǎn)品可以導(dǎo)致毒性休克綜合癥和其他健康問(wèn)題，因此需要研發(fā)一種能夠替代SAP的安全材料。”

“我們的材料不僅可以替代目前市面上衛(wèi)生巾中危險(xiǎn)的、難以生物降解的高吸水性聚合物的，而且性能并不比目前的材料差，甚至在舒適性和吸水性方面更勝一籌。”

這種納米纖維是用一種叫做靜電紡絲技術(shù)(用靜電從液體中抽出纖維的技術(shù))制造的又細(xì)又長(zhǎng)的材料。由于這種材料的表面積和體積相比十分巨大，因此研究人員認(rèn)為它比現(xiàn)有材料的吸水性更好。他們將這種材料和市面上的衛(wèi)生巾進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)這種材料的吸水性的確更強(qiáng)。

目前市面上的衛(wèi)生巾采用的材料是用扁平的帶狀纖維制造的，它們的直徑約30微米。而新納米纖維的直徑只有150納米，比前者細(xì)200倍。這種新材料比目前市面上的產(chǎn)品更加舒適，使用后的殘留物更少。

【圖注】(a)市售衛(wèi)生巾材料的纖維直徑是30~40微米;(b)用直徑為200納米左右的電紡納米纖維制造的原型材料。圖片來(lái)源：Yadav, Shital et al, Applied Materials Today, September 2016

新納米纖維(超過(guò)90%)的滲透性比傳統(tǒng)材料(80%)更強(qiáng)，這使它的吸水性更好。這點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)中得到了證實(shí)。在實(shí)驗(yàn)中使用了鹽水和合成尿液，這種電紡纖維的吸水性比市面上的產(chǎn)品好得多。他們還測(cè)試了另外兩種添加了SAP的納米纖維，發(fā)現(xiàn)它們的吸水性沒(méi)有純納米纖維好。

“我們的研究結(jié)果說(shuō)明，電紡纖維的性能比市面上一般的產(chǎn)品在吸水性和舒適度上更好。我們認(rèn)為它是目前有害材料的理想替代物，” Sharma 博士表示，“這種材料可使個(gè)人衛(wèi)生用品的使用和棄置變得更加安全，我們希望它能在全球范圍內(nèi)對(duì)環(huán)境和人類健康起到有益作用。”