摘要：現有衛生用紡織品與醫療防護用紡織品對病毒、細菌主要為物理阻隔，本身沒(méi)有有效抗病毒抗菌功能。大多數抗菌紡織品通過(guò)在纖維生產(chǎn)或織物整理時(shí)添加抗菌劑獲取功能，存在對于環(huán)境有潛在危害（無(wú)機類(lèi)抗菌）、對人體有潛在毒性（有機類(lèi)抗菌）、效果不持久穩定（天然類(lèi)抗菌）等問(wèn)題。

2016年，陶肖明教授的團隊首次發(fā)現生物基廣譜抗菌材料——聚羥基鏈烷酸酯共混纖維（禾素）及其紡織品，具有本征持久性的廣譜抗菌抗病毒功能，為抗菌紡織品的發(fā)展開(kāi)拓了新的方向。

 一、趨勢與現狀

近年來(lái)，中國、美國、德國、日本等國在抗菌紡織品市場(chǎng)中占據主導地位。世界上最大的抗菌紡織品生產(chǎn)商位于亞太地區。主要生產(chǎn)抗菌紡織品的公司有Unitika貿易有限公司、Birlacril、金達納米科技(廈門(mén))有限公司、Surgicotfab textiles Pvt.Ltd、Sanitized AG。

全球抗菌紡織品市場(chǎng)規模2019年為94.68億美元，預計到2024年將達到123.13億美元，復合年增長(cháng)率為5.4%。在抗菌紡織品的應用方面，醫療保健行業(yè)正逐步取得領(lǐng)先地位。截至2020年8月底，中國的醫療衛生機構數達102.0萬(wàn)家。其中醫院從2009年的2萬(wàn)家上升到2020年3.5萬(wàn)家，含公立醫院1.2萬(wàn)家，民營(yíng)醫院2.3萬(wàn)家。由此可見(jiàn)，抗菌紡織品的市場(chǎng)空間巨大。 

 現有衛生用紡織品與醫療防護用紡織品對病毒、細菌主要為物理阻隔，本身沒(méi)有有效抗病毒抗菌功能。大多數抗菌紡織品通過(guò)在纖維生產(chǎn)或織物整理時(shí)添加抗菌劑獲取功能，存在對于環(huán)境有潛在危害（無(wú)機類(lèi)抗菌）、對人體有潛在毒性（有機類(lèi)抗菌）、效果不持久穩定（天然類(lèi)抗菌）等問(wèn)題。醫療保健行業(yè)急需一種安全、高效、穩定的抗菌醫療衛生用紡織品。

二、 探索與發(fā)現

 香港理工大學(xué)的陶肖明教授，自2002年以來(lái)?yè)�任香港理工大學(xué)紡織及制衣學(xué)系紡織科技的講座教授。陶教授在2007年至2010年擔任國際紡織學(xué)會(huì )世界會(huì )長(cháng)、2011年國際紡織學(xué)會(huì )頒授的榮譽(yù)院士，紡織領(lǐng)域的最高個(gè)人獎、2013年獲美國纖維學(xué)會(huì )頒授創(chuàng )始人獎項，纖維科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最高獎項、美國機械工程師學(xué)會(huì )院士，以及英國皇家藝術(shù)、設計及商業(yè)研究院院士。同時(shí)，陶教授是斯普格林出版的“智能紡織手冊”的主編，并擔任該領(lǐng)域十多種重要學(xué)術(shù)刊物的編委。陶肖明教授以其在智能纖維材料，納米技術(shù)，光子纖維和織物，柔性電子和光子器件，紗線(xiàn)生產(chǎn)及紡織復合材料方面的領(lǐng)先研究成果享譽(yù)國際。

 作為科學(xué)發(fā)明的偉大奉獻者，陶教授領(lǐng)導了一批多產(chǎn)技術(shù)發(fā)明家，擁有28項國際和國家專(zhuān)利。其中十多項發(fā)明技術(shù)專(zhuān)利已授權給世界各地的公司在工業(yè)上應用。其中的扭妥紡紗技術(shù)，已在全世界的11紗線(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)使用，從2005到2013年期間生產(chǎn)了超過(guò)價(jià)值105億港元的新型紡織品和服裝。

 2016年，陶肖明教授的團隊首次發(fā)現生物基廣譜抗菌材料——聚羥基鏈烷酸酯共混纖維（禾素）及其紡織品，具有本征持久性的廣譜抗菌抗病毒功能，為抗菌紡織品的發(fā)展開(kāi)拓了新的方向。

（2019年的國際標準 ISO 18184: 2019(E)，是首個(gè)抗菌織物國際標準。3級（99.9%）或以上優(yōu)秀；2級（99%）到 3 級良好。）

三、禾素纖維的特點(diǎn)

3.1 高效抗菌抗病毒

禾素纖維（PHBV/PLA）抗菌的有效成分-羥基丁酸脂（PHB)，能夠有效破壞細菌等微生物的細胞壁和病毒的胞膜，使其內物質(zhì)外泄，致使代謝失衡，從而抑制細菌滋生和滅活病毒，從而達到抗菌抗病毒的效果。

經(jīng)國內第三方權威機構檢測，禾素纖維對金黃色葡萄球菌、肺炎桿菌、寶色念珠菌的抗菌率都超過(guò)99.99%、對耐藥性金黃色葡萄球菌的抗菌率超過(guò)99.97%；對H1N1和H3N2病毒的滅活率也超過(guò)99.99%，滅活指數大于4.0。

 通過(guò)掃描電鏡顯示，細菌生物膜破壞，細胞壁受損穿孔。蛋白質(zhì)溢出變性。

 （S-PHB破壞了生物膜）

3.2 無(wú)刺激和毒性

經(jīng)刺激性實(shí)驗顯示，適當劑量的PHB低聚物對皮膚無(wú)刺激和毒性，可應用于保健紡織品。

（Fig. a S-PHB對BALB/c小鼠皮膚組織的影響）

（Fig. b S-PHB處理裸鼠72h后的皮膚照片）

3.3 低溫染色 節能環(huán)保

禾素纖維（PHBV-PLA ）可降解成水和二氧化碳，無(wú)污染物殘留，同時(shí)纖維染色工序的耗電量比滌綸的染色工序少32%。

（PET與PHBV/PLA染色工藝的比較）

四、應用和延伸

2019年，禾素纖維醫護用紡織品在香港理工大學(xué)附屬醫院開(kāi)始應用。負責紡織品制造的南京禾素時(shí)代抗菌材料有限公司也因此成為香港“減少醫院獲得性感染的固有紡織品”項目唯一抗菌抗病毒醫護產(chǎn)品供應商。

（抗菌抗病毒醫護產(chǎn)品實(shí)物）

南京禾素時(shí)代抗菌材料科技有限公司是國家高新技術(shù)企業(yè)。在陶肖明教授的指導下，在PLA、PET等紡織品中創(chuàng )新性加入生物基可降解材料PHBV（聚羥基丁酸戊酸酯）抗菌母粒，研發(fā)出“禾素”、“禾合”系列產(chǎn)品，賦予紡織品非溶出性抗菌抗病毒功能，安全穩定性更高，祛異味功效明顯，可廣泛應用于醫療用品、紡織服飾、家紡用品、母嬰護理、女性用品、個(gè)人防護等多個(gè)領(lǐng)域。

4.1 抗菌嬰童面料

抗菌、舒適、護膚是嬰童面料的未來(lái)發(fā)展趨勢，也是相關(guān)企業(yè)開(kāi)發(fā)和關(guān)注的熱點(diǎn)。禾素（COTTON/PHBV/PLA）70/30針織嬰童面料，經(jīng)第三方權威機構檢測，抗病毒活性率達87.54%。并且經(jīng)過(guò)AAA級洗滌標準，面料具有柔軟、細膩、抗菌、護膚等特性，在保證嬰童面料舒適度的情況下，增加了安全穩定的抗菌功能，有效呵護嬰童皮膚健康。

（具有生物基抗菌功能的嬰童面料）

4.2 抗菌牛仔面料

柔軟舒適、保健抗菌是牛仔面料的未來(lái)發(fā)展趨勢。禾素牛仔面料完美的繼承了禾素纖維高效抗菌的特性，在對H1N1、H3N2的抗病毒檢測中活性率達到99.94%，對脊髓灰質(zhì)炎病毒的抗病毒活性率達到99.19%。對于喜歡穿著(zhù)，但有擔心經(jīng)常水洗會(huì )變色的牛仔服飾愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，即使不經(jīng)常水洗也可以有效抵御細菌和病毒的侵襲。

（具有生物基抗菌功能的牛仔面料）

4.3 抗菌無(wú)紡布

禾素抗菌無(wú)紡布具有綠色抗菌、環(huán)保健康的特點(diǎn)，在此基礎上可以開(kāi)發(fā)的C端護理用品極為廣泛，例如衛生巾、嬰兒紙尿褲、棉柔巾、濕巾等。與市面上主要產(chǎn)品相比，在保證柔軟、吸水等特質(zhì)的情況下，增加了無(wú)添加劑、生物基安全抗菌的差異化優(yōu)勢，有效提升了產(chǎn)品的品質(zhì)和競爭力。

（具有生物基抗菌功能的無(wú)紡布產(chǎn)品）

五、前景與挑戰

禾素系列纖維可以匹配不同的紡織工藝，使紗線(xiàn)、面料的生物基抗菌性能更穩定、更高效、更安全，隨著(zhù)各環(huán)節技術(shù)的突破和創(chuàng )新，更多高品質(zhì)的功能性禾素產(chǎn)品還會(huì )陸續投放市場(chǎng)，有助于提升市面上傳統產(chǎn)品的附加值和市場(chǎng)競爭力，這也是禾素系列纖維產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的初衷和方向，讓更多家庭可以享受到高品質(zhì)的健康生活。

同時(shí)，作為一種新型的生物基抗菌纖維，急需建立該類(lèi)抗菌抗病毒纖維紡織品的生物、物理、化學(xué)性質(zhì)、有關(guān)機理與加工性能和工藝的關(guān)系，該類(lèi)生物本征持久抗菌抗病毒產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)標準體系亟待建立。