醫 療 用 紡 織 品 為 了 追 求 身 心 的 舒 暢 與 健 康, 開 發 了 令 人 感 覺 到 清 潔 健 康 舒 適 與 有 療 效 的 功 能 性 纖 維 健 康 性 纖 維 負 離 子 / 遠 紅 外 線 纖 維 1 UV 36 20122470
70 9095 芬 多 精 / 芳 香 纖 維 原 先 染 色 的 目 的 是 防 止 纖 維 劣 化, 並 非 為 了 差 別 化 和 流 行 性, 爾 後 為 了 防 止 微 生 物 劣 化 和 惡 臭 而 開 發 出 抗 菌 防 臭 纖 維 製 品 20122470 37
抗菌防臭健康性纖維 抗菌防臭加工可視 a 脈拍 專題報導 0 b 精神性發汗 90±5 為染色的延伸 原先的目的是防止纖維劣化 並非為了差別化和流行性 爾後為了防止微生 物劣化和惡臭而開發出抗菌防臭纖維製品 50 39±23 9±12 一般抗菌防臭加工的方法 可分為原液紡 絲混練法和後處理加工法兩種 聚酯 尼龍等 人造纖維產品採用原液紡絲混練法 具耐久性 且手感較佳的特色 然而棉 毛 絲等天然纖 100 香氛 香氛 20位被試驗者於充滿芬多精的房間內休息15分鐘後 測量他 們的脈拍數和精神性出汗量 來評判當時自律神經系的變化 情形 結果顯示芬多精 芳香纖維具有鬆弛效果 以試驗前 為100當基準 試驗後有明顯下降 維 仍採用後處理加工法 缺點是耐洗滌性不 足及手感較差 光觸媒殺菌除臭纖維 光觸媒殺菌除臭纖 維中含有二氧化鈦 二氧化鈦本身是一種半導 體 它的頻隙 能隙 是3.2eV 相當於波長 390奈米紫外線的能量 因此可利用等於或小於 甲殼素 a 電荷吸附萎縮 甲殼素 波長390奈米的紫外線 使二氧化鈦表面起氧化 和還原反應 分解各種臭氣的化合物 經波長400奈米以下的紫外線照射後 二 氧化鈦的表面會和空氣中的水與氧反應 二氧 纖維 纖維 化鈦吸收能量後形成電子 e 和正孔 電洞 h 兩種載流子 正孔會把吸附在表面上的水 細胞壁 細胞膜 細胞核 氧化成氧化力強的羥基 OH 可分解微生 物細菌等有機物 另一方面 電子可把空氣中 b 破壞細胞壁膜 甲殼素 甲殼素 纖維 纖維 的氧氣還原成過氧化物陰離子 O 2 形成 H2O2 最後成為H2O 由於正孔的高氧化力遠大 於有機物分子的C-C C-H C-N C-O O-H 甲殼素的抗菌原理 把甲殼素混入纖維中 由於甲殼素的氨基 帶正電荷 和細菌本身的負電荷作用會產生電荷吸附萎縮及細 胞膜破壞 致使細菌死亡.O2e- B 薄片型 新的光觸媒殺菌除臭纖維的結構 新的光觸媒殺菌除臭纖維 有兩種 其中 A 是芯鞘型 B 是薄片型 A 的鞘 部分是尼龍或聚酯類 含有特殊陶瓷粉末 除臭劑 是由 二氧化鈦 鋅 磷等諸多素材所組成 安全性高 芯部分則 由一般聚酯材質組成 以保持強度為主 B 由6片聚酯和 含陶瓷粉末的5片尼龍所組成 38 科學發展 2012年2月 470期 O2 hλ TiO2 A 芯鞘型 還原 400nm H + H2O 二氧化鈦表面的氧化還原反應.OH 氧化
N-H 紫 外 線 遮 蔽 纖 維 D 1982 1985FarmanNature 2 11.7 0.150.2 1.9 備 長 炭 / 竹 炭 / 椰 炭 纖 維 60 80618 1020AUV-ABUV-B UV-A320400 UV-B290320 UV-C200290 500BET250 UV-C 3601 UV-AUV-B 2 bamboo vinegar X UV ph34 UV-C UV-B UV-A 8 10200290320400780nm 4060 20122470 39
代的分子結構 復經脫乙醯基後形成甲殼素 或 稱幾丁聚醣或殼聚醣 藉溼式紡絲法抽絲可形 專題報導 成甲殼素 質 纖維 甲殼類的原料通常含有鈣 50 蛋白質30 和甲殼質20 甲殼素 質 纖維具有抗菌性 低抗原 性 保溼性與安全性 適合製作免拆手術縫線 人工皮膚 洗腎機滲透膜 整腸藥和化妝品 靜電紡絲奈米纖維 靜電紡絲是藉高電壓 使高分子溶液或熔融體帶有噴射電荷 並使噴出 的奈米纖維乾燥固化 高分子溶液的放電噴射是 一種掃塗過程 在這過程中使溶劑蒸發固化 留 下無規則排列且帶電荷的高分子奈米纖維在金屬 孟宗竹與麻竹的顯微構造 a 麻竹竹壁外側組織的排列和 形態 b 孟宗竹竹壁外側組織的排列和形態 c 麻竹 竹壁中央部位組織的排列和形態 d 孟宗竹壁中央部位組 織的排列和形態 集合器上 奈米纖維薄膜由纖維隨機組合 直徑約為 20 200奈米 大約是頭髮的千分之一 十分 纖細 具有高孔洞性 高表面積 高透溼性 高 吸 附 力 和 多 化 學 官 能 基 可 應 用 在航 太 品 在頭髮保養品方面 有竹醋液洗髮精 潤絲 建築 生醫 防護 光電 化妝品等各類產品 精 甚至沐浴乳 足癬藥等 上 目前奈米纖維的產品有無塵室紡織品 過 醫療性纖維 濾材 外科手術衣 生物醫藥相關產品 組織重 甲殼素纖維 甲殼質也稱幾丁質 是多醣 建支架 蓄電池薄膜 化妝品薄膜等產品 奈米 類的一種 是纖維素葡萄糖OH基以醋酸氨基取 纖維薄膜做成的口罩 可過濾花粉 預防花粉症 CHITIN SHEET (x100) a b c 甲殼質纖維的人工皮膚 a 甲殼質纖維的人工皮膚顯微結構 b 覆蓋3日後的情形 c 覆蓋9日後表皮長成 甲殼質膜 自動脫落 40 科學發展 2012年2月 470期
奈米纖維和頭髮直徑的比較 奈米纖維薄膜和花粉大小的比較 或SARS等濾過性病毒所造成的疾病 藥物釋放絲蛋白膜 絲蛋白薄膜是利用蠶繭下 腳加以特殊化學處理而成的 由於具有多孔性和可 食性 因此可做為藥物延遲釋放控制用的膠囊膜 一般用蒸發法製造的絲蛋白膜孔洞較少 利用 冷凍法可研製出多孔的絲蛋白膜 後者的藥物滲透 釋放效果應較佳 膠原蛋白纖維 膠原蛋白又稱為 膠原質 是組成各種細胞外間質的聚合物 在動物細胞中 薄膜2 薄膜3 薄膜2 薄膜3 扮演結合組織的角色 它主要是以不溶性纖維蛋 白的形式存在 在人體的組成中約占蛋白質的25 30 扮演著有如建構房屋的 鷹架 的角色 提 供組織張力以保護並連結各種組織 支撐起人體的 結構 膠原蛋白分子的分子量約為283,000道爾頓 長 約280奈米 直徑1.4奈米 兩端非螺旋結構部分的 合成機制會引起免疫反應 在體內的細胞間質中 膠原蛋白分子不會單獨存在 而是聚集成纖維 當 細纖維形成後 多胜肽鏈上的羥基脯胺酸和離胺酸 會與酵素作用 產生分子內或分子間的交聯而加強 支撐功能 纖維並會隨著年齡增加而加粗至直徑約 50 300奈米 多孔抗生素絲蛋白膜的橫斷面 上圖 與縱斷面 下圖 顯示 許多孔洞和多層結構 由孔洞大小可控制藥物釋放量 蛋白薄膜 3的孔洞較大 釋放率較高 蛋白膜2的孔洞較小 釋放率較低 依藥物實際釋放量的需求 可搭配各種絲蛋白膜 各國的研究人員正在開發智慧型高科技織物 這種特殊內衣以老人 病患或兒童為對象 可即時監測穿著者的心跳等體能資料 如發現緊急情況會立即通報 科學發展 2012年2月 470期 41
智 慧 型 纖 維 服 飾 NH 2 -TERMINAL PEPTIDE COOH- TERMINAL PEPTIDE TRIPLE HELICAL REGION TYPE 1 PROCOLLAGEN MOLECULE GAL OH-LYS OH-LYS GLU GAL OH-LYS OH-LYS TRIPLE HELICAL REGION FibrillarTubularPorousMembrane 42 20122470
生 醫 產 業 是 未 來 的 明 星 產 業, 更 是 台 灣 兩 兆 三 星 的 最 佳 和 最 有 前 瞻 性 的 產 業, 台 灣 的 生 醫 公 司 已 投 入 大 量 研 發 資 金 和 設 備 來 發 展 中 空 纖 維 膜 吳 文 演 20122470 43