紡績衣料分野におけるナノテクノロジーの応用と安全性の分析

ナノテクノロジーはミクロ世界の科學(xué)技術(shù)に屬し、それに関連する研究は一部の科學(xué)者に「21世紀(jì)の科學(xué)」と呼ばれ、その発展は次の産業(yè)革命をもたらすと予言されており、將來性が広い。前世紀(jì)末以來、ナノテクノロジー研究及び材料応用はハイエンド科學(xué)研究分野から徐々に民間分野に進(jìn)出し始め、さらに応用範(fàn)囲を拡大している。醫(yī)療と美容はナノテクノロジーが現(xiàn)在最も広く応用されている2つの分野である?？茖W(xué)研究者はすでにアンチエイジングスキンケアクリームを開発し、ナノ粒子の光學(xué)特性を利用して診斷ツール及びナノ技術(shù)知能療法などを製造し、ナノ粒子を使用して腫瘍を攻撃し、光を吸収したり、熱を放出したりして悪性細(xì)胞を破壊することができる。また、ナノテクノロジーは自動(dòng)車製造、食品、建築、環(huán)境保護(hù)、軍事などの分野で特に紡績業(yè)界、広く応用されている。

　1?ナノテクノロジーによる織物に服を著せる革新開発の促進(jìn)作用

紡績服裝業(yè)界では、ナノテクノロジーの応用は、主にその極小な體積、體つき及び獨(dú)特な物理特性を利用して、加工処理を通じて元の繊維或いは織物の生地、性能に相応の調(diào)整と変化を行い、それに新しい使用機(jī)能と効果を発生させることができて、以下を含む：製品の外観効果を変更して、例えば防縮抗しわなど、肌への親和性、きめ細(xì)かさ、滑らかさなど、製品使用時(shí)の體感快適性を高める、製品自身の汚れ防止、掃除しやすいなどの機(jī)能を強(qiáng)化する。紫外線遮斷、撥水、抗菌、消炎など、製品の保護(hù)體や保健醫(yī)療機(jī)能を際立たせる。現(xiàn)実の生活の中ですでに多くの例を見ることができます：例えばナノテクノロジーの発展はすべてのスポーツ選手がよく出會(huì)うことができますに服を著せるとくつ靴下の汗や臭いの問題は解決される。NanoHorizons社は、綿、ナイロンなどの繊維、さらにはプラスチック素材と混合できるナノ粒子を開発し、衣類の著用後の悪臭を避ける。その技術(shù)の鍵は繊維と混合可能なナノ銀粒子を用いたことにあり、この粒子は微生物や細(xì)菌に抵抗する特性があり、細(xì)菌や真菌の作用がなくなり、もちろんにおいも消えてしまう。日用衣類については、米Nano-Tex社はナノテクノロジーの応用空間で進(jìn)展を遂げており、コーヒーやジュース、ワインの汚れに染まらず、シワにもならないように設(shè)計(jì)?開発されている。最新のナノ材料は「最もクールで快適」と呼ばれる生地で、濕気を防ぎ、急速に乾燥することができると同時(shí)に、合成生地をコットンのように見せることができ、著心地が非常に良い。このナノ材料で作られた服は急速に乾燥し、太陽の光の95%を防ぐことができます……カナダの科學(xué)者はナノ技術(shù)を使って最初の有機(jī)発光體材料（FOLED）を製造しています。それは薄い木の葉のように、巻くことができるスクリーンを製造するために使用することができて、服を作ってから上で映畫を見ることができて、あるいは裝飾壁紙として使用することができます。ゴッホやモネの主な作品を交互に表示することができます。軍服や作戦服のコーティングにナノ材料を加えることで、電磁波を大量に吸収し、戦場(chǎng)での兵士のステルス性能を高めることもできる。

2.ナノテクノロジーと紡績材料の結(jié)合方法

現(xiàn)在、ナノ技術(shù)を紡績及び服用材料に応用する主な方法は塗布法、混練法、被覆法などがある。コーティング法：即ち、ナノ粒子を含む接著剤又はフィルム材料を繊維又は織物表面に結(jié)合させ、ナノ織物を形成する。

米クレムソン大學(xué)の研究者が発明したように、銀色ナノ粒子と混合された高分子フィルムがコーティングされた新しいクリーニング生地。このナノフィルムが他の生地と複合すると、一連の微細(xì)な凹凸が生成され、水がある場(chǎng)合、これらの突起はほこりや他の物質(zhì)をコーティング表面から「飛び出す」ことができ、それによって再びきれいになる。この生地で作られた服は何度も洗濯する必要はありません。上に水をスプレーしたり、濕った布で拭いたりするだけで、服はきれいに戻ります。ブレンド法：ナノ粒子を含む材料、またはナノ粒子を他の繊維と直接ブレンドして巻き、ナノ繊維を形成してナノメートルに織る布地。例えば、日本帝人社はナノ構(gòu)造繊維とアラミド繊維を混紡した生地を開発し、この生地は主に消防服に応用され、軽量化を達(dá)成し、烈火ややけどを抑制する効果をもたらすことができる?！噶Ｗ臃稚⒎椒ā辜挨踊炀?紡糸技術(shù)を採用することにより、繊維中にナノサイズの炭素系超微粒子を均一に分散し、熱拡散機(jī)能の向上を図る。この繊維は通常のアラミド繊維よりも大幅な熱伝導(dǎo)率を備えており、それによって生地の斷熱性、耐熱性を向上させるとともに、生地自體の重量を軽減し、この服裝の著心地をより優(yōu)れたものにした。

被覆法——ナノ粒子が繊維の中空部に埋め込まれたり、ナノ粒子を含む物質(zhì)で他の繊維の外部に被覆されたりして、あるナノ特性を含む特殊な紡績材料を形成する。例えば、米國の左治亜理工學(xué)院の科學(xué)者グループが人體活動(dòng)を利用してエネルギー発電を得ることができるナノ繊維織物を開発し、これはいつかiPodや他の攜帯電子裝置に電気エネルギーを提供する織物を開発するために道を舗裝する。人體には心臓から生じる血液の流れ、肺の呼吸と歩行など、ナノ発電機(jī)を動(dòng)かすエネルギー源がいくつかあり、コンピュータのキーボードを叩くことさえ潛在的なナノスケールのエネルギー源であり、ナノテクノロジーを利用してこれらのエネルギーを集め、変換を?qū)g施することで、電流を発生することができる。その研究開発方法は通常の繊維外パンに対をなす酸化亜鉛ナノチューブであり、ナノチューブが摩擦を受けると微小な電流パルスが発生する。研究者は「2本の繊維は互いに摩擦し合い、2本のブラシの毛が互いに觸れ合うように、機(jī)械エネルギーを電気エネルギーに変換することができる」と述べた。上記のいずれの方法を採用しても、既存の紡績または服用材料の特性を変更し、新たな機(jī)能を追加することができる。言うまでもなく、今世紀(jì)の最初の10年間、紡績業(yè)界はナノテクノロジーを用いた研究開発の面で実質(zhì)的な進(jìn)展を遂げ、いくつかの新開発製品はすでに日常消費(fèi)の分野に入っており、例えば撥水カシミアのウインドブレーカー、防汚ネクタイ及び長ズボン、抗菌消炎インナーパンツ、紫外線を遮斷するコートなど、すべてこの方面の際立った代表である。{page_break}

3?ナノテキスタイル服裝の安全性問題に対する考え方

科學(xué)技術(shù)の進(jìn)歩に伴い、人々はナノ技術(shù)と材料の応用が人々の日常生活の中で二重性を持っていることを発見した。一方で、人々の生活の質(zhì)を改善し、向上させ、日常生活に便利さと現(xiàn)代の科學(xué)技術(shù)の息吹をもたらすことができます。しかし同時(shí)に安全面に関する問題も発生し、人體の健康に悪影響を與え、さらには一定の危害性をもたらすこともある。最近の段階では、後者の狀況が発生することに警戒すべきとの聲が高まっているようで、ナノテクノロジーは社會(huì)と道徳面からの新たな疑問に直面している。例えば、大量の工業(yè)と商業(yè)の過程で使用されるいくつかのナノ粒子は比較的に高い毒性を持っており、ナノテクノロジーを使用して製造されたいくつかの製品は人體の健康と環(huán)境に危害を與える、ナノカーボンチューブは肺癌、胃癌を引き起こすが、ナノ銀粒子は人體アレルギーの確率などを大幅に高める?？茖W(xué)実験により、極小ナノ粒子は人體の皮膚と呼吸器系に容易に吸い込まれ、ナノメートルサイズのほこりのように簡(jiǎn)単に人體の皮膚防御線を貫通して血液系に入り、それから各臓器と組織に直行できることが実証された。直徑100ナノメートルの粒子は60秒以內(nèi)に肺の防御線を貫通することに成功し、1時(shí)間以內(nèi)に肝臓や他の臓器に現(xiàn)れることができる。長期的な接觸は體內(nèi)のこの物質(zhì)の蓄積過多を招き、肺部の炎癥と酸化損傷、DNA損傷、細(xì)胞の早期アポトーシス、心肺系およびその他の內(nèi)臓組織の病変、発癌、胎児の発育遅延または異常など、人體の健康ひいては生命に危害を及ぼす可能性がある。ナノ粒子はタンパク質(zhì)、細(xì)菌、ウイルスと相互作用することができ、いくつかの病態(tài)の奇妙な新しい病気を引き起こす可能性がある。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究には、ナノ病理學(xué)（ナノ毒理學(xué)とも呼ばれる）という新しい名詞が誕生している。つまり、ミクロンまたはナノメートルサイズの粒子によるヒト疾患を深く研究する學(xué)科である。

米國、EU、日本は巨額の資金を投じてナノテクノロジーの安全性研究を展開しており、我が國もこれを國家973重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)畫プロジェクトに組み入れ、ナノテクノロジーの安全性と制御問題について積極的に模索している。ナノ安全性問題の深刻さは最終的には確認(rèn)されていないが、人體と密接な関係にある化粧品や紡績衣料品の分野では、ナノ粒子を含む材料の使用は慎まなければならない。筆者の主張：7歳以下の乳幼児用品及びすべての肌著に使用される成人用織物服裝はナノ粒子を含む原材料を慎重に使用して製造しなければならず、特に塗布法によって生産されたナノ織物の使用を避けることに注意しなければならない。この方法で開発されたナノ紡織材料は、使用後にそのナノ粒子が擔(dān)體から離脫して人體に入る確率が、混練法、被覆法によって生成された紡績ナノ材料はもっと高くなった。

肌著使用織物とは、日常生活の中で人體と密接に関係し、皮膚に接觸する面積が大きい織物の衣服を指す。例えば、シャツ、下著、パジャマ、部屋著、浴衣、各種の単著用タイプのコート及びタオル、バスタオル、枕カバー、枕カバー、シーツ、布団カバーなどの物品。肌著に織物を使用することは「直接皮膚に觸れる織物」とも呼ばれている?！钢苯悠つw系織物に接觸する」を使用するには、特にその使用する安全性能の問題を重視し、ナノ材料のような安全上の危険性を回避することに注意し、利益を追求して害を避けるように努力しなければならない。これにより、ナノ紡績製品の使用による不安全要素の発生確率を源から減らすことができる。ナノテクノロジーは新興で発展しつつある材料研究開発技術(shù)に屬しているため、ナノ製品も確かに多くの新しいものを備えており、市場(chǎng)のニーズと人々の生活の質(zhì)を高める機(jī)能に合致しているため、ナノテクノロジーの研究開発と製品応用に一定のリスクが存在する可能性が発見されたとしても、必ずしもこの技術(shù)がすぐに普及応用を制限されるとは限らない。しかし、ナノ製品を安全に使用する問題は、確かに早期に重視されるべきである。ナノ製品の使用を普及させる過程で、それとセットになった安全監(jiān)督管理と制御措置の構(gòu)築と実施に早急に著手しなければならない。

紡績服裝専門の角度から考えて、筆者は、人體と密接な関係がある特徴を結(jié)合して、できるだけ早くナノ紡績服裝の國家製品安全品質(zhì)基準(zhǔn)を制定すべきだと考えている。原材料から著手し、人體の適応性から出発し、ナノ粒子への付著、添加の堅(jiān)牢性（水洗、ドライクリーニング、摩擦、引裂きなどの多種の方式に分けることができる）などの安全性指標(biāo)を設(shè)定する。金屬元素ナノ粒子の使用の安全性、ナノテクノロジーに由來する特定の機(jī)能（例えば、防汚、抗菌、撥水、しわ防止など）の有効性証明など多くの項(xiàng)目を制御する。同時(shí)に、新技術(shù)と新手段を用いて検査鑑定を?qū)g施でき、ナノ紡績服裝の安全品質(zhì)の優(yōu)劣を合理的に判定できるように、確実で実行可能で効果的な検査方法基準(zhǔn)を制定しなければならない。

要するに、厳格な安全監(jiān)督管理と全面的な品質(zhì)審査制度を確立することは、ナノテクノロジーとナノ材料の紡績服裝分野への応用がさらに拡大する前提である。市場(chǎng)と消費(fèi)者にとって、ナノ織物とナノ衣料は斬新で、シックで特殊な機(jī)能を持つ代名詞ではなく、名実ともに「安全、健康、環(huán)境保護(hù)、信頼できる」次世代の日常生活用品になるべきだ。