利用多种ZnO纳米颗粒和冷等离子体技术，开发适用于工作服的防紫外线纺织品

《Scientific Reports》：Developing UV- protective textiles for workwear applications using various ZnO nanoparticles and cold plasma

　　

摘要

纺织品在工作服中发挥着重要作用，显著提升了工人的安全性、舒适度和生产效率。近年来，纳米技术等新技术为纺织行业带来了新的功能，发挥了重要作用。因此，本研究的目的是利用多种氧化锌（ZnO）纳米颗粒和冷等离子体技术，开发适用于工作服的紫外线防护纺织品。氧化锌纳米颗粒（ZnO-NPs）通过化学合成和绿色合成两种方法制备。这些纳米颗粒通过多种显微技术、光谱分析、X射线衍射（XRD）和动态光散射（DLS）进行了表征。随后，采用“垫式干燥-固化-垫式处理”方法对纺织品进行了处理。为了增强纳米颗粒的附着性能，采用了两种方法：柠檬酸处理和冷等离子体处理。最后，在洗涤前后测量了纺织品的紫外线防护系数（UPF）和透气性。XRD图谱证实，两种合成方法所得的纳米颗粒均含有氧化锌的特征峰。通过化学合成和绿色合成制备的球形ZnO-NPs的带隙分别为约3.27 eV和3.28 eV。未经处理及经过柠檬酸处理的纺织品的UPF值分别为38.92、322和566；经过等离子体处理后，其UPF值分别提升至341和658。经过五次洗涤循环后，所有纺织品的UPF值均有所下降。处理后的纺织品透气性从253 ft3/ft2/min提高至300和299.96 ft3/ft2/min；而经过冷等离子体处理后，透气性进一步提高至511.13和255.56 ft3/ft2/min。与化学合成和柠檬酸处理相比，绿色合成及冷等离子体处理更能有效提升纺织品的UPF值。因此，绿色合成技术为传统化学方法提供了一种具有前景且成本效益更高的替代方案。