利用ZnO纳米颗粒和决明叶提取物对棉织物进行仿生功能化处理，以增强其紫外线防护能力和抗菌性能

《Scientific Reports》：Bio-inspired functionalization of cotton fabric with ZnO NPs and senna didymobotrya leaf extracts for UV-protection and antibacterial activity

　　

摘要

近年来，纳米颗粒和植物基材料在纺织材料的功能性整理方面越来越受到重视。在天然纤维中，棉花因其出色的吸湿性、优异的柔软度、高吸水性、透气性、兼容性和生物降解性而被广泛用作纺织纤维，适用于各种纺织和服装应用。在本研究中，成功利用生物合成的氧化锌纳米颗粒和Senna didymobotrya叶提取物对棉织物进行了功能化处理。ZnCl?作为前体，而植物提取物同时起到了还原剂和功能化剂的作用。采用浸渍-干燥-固化方法，并通过Box-Behnken设计优化了相关参数。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和紫外-可见光谱（UV–vis）对样品进行了表征，证实形成了平均粒径为20.3纳米的纳米颗粒。机械性能测试结果显示：拉伸强度（经向：312–318 N/mm2，纬向：289–295 N/mm2）、断裂伸长率（经向：22.90–23.40%，纬向：16.29–16.95%）略有提高；刚性略有增加（经向：1.8–1.9 cm，纬向：1.7–1.8 cm）；透气性降低（16.9–11.8 cm3/cm2/s）；撕裂强度为533.36–554.7牛顿。处理后的棉织物具有优异的抗菌性能，对革兰氏阴性菌的抗菌效率达到99.99%，对革兰氏阳性菌的抗菌效率达到99.5%；其紫外线防护系数（UPF）为112.6，显示出在医疗和紫外线防护领域的巨大潜力。