一、纳米和纳米材料

　　纳米（nm）和米、厘米一样，是长度计量单位。一纳米为一毫米的百万分之一（10-9 米）。“纳米”并没有象某些媒体宣传的那样神奇，我国古代早有应用，如徽墨，其主体成分的炭黑就是纳米颗粒。

　　纳米材料通常指两种材料：一是纳米尺寸（粒径在1～100nm颗粒或直径在1～100nm的纤维）的基础材料，如纳米碳黑、纳米磁粉、纳米炭管等；一是采用纳米量级（1～100nm）的基础材料加工的制品，在其微观尺寸上保持一定的纳米分散性，如纳米陶瓷，活性钙等。基于此，人们习惯性把用纳米基础材料改性的材料—纳米改性材料（通常赋予改性材料一些因加入纳米颗粒而产生的特殊性能）也简称为纳米材料，进一步演化将纳米材料的制品简称为纳米制品，如纳米洗衣机、纳米抗菌防臭运动鞋等等。

　　所以，纳米材料是在纳米量级（1～100nm）范围内调控物质结构研制而成的具有优异理化性能的新材料。

　　纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点，以及其特有的四大效应：小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和表面效应，从而具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性，如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电，原来绝缘的二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导电。

　　二、纳米材料的特殊功能及用途

　　在橡胶行业，通常都是加入碳黑来提高制品的强度、耐磨性和抗老化性，但制品均为黑色。因一直找不到合适的材料替代碳黑作为补强剂和抗老化剂，所以过去研究出来的彩色橡胶制品的强度、抗老化性能都较差。纳米材料的问世使这一问题迎刃而解。纳米Si203和SiO2粒子放入橡胶中可提高橡胶的介电性和耐磨性；西北橡胶总厂应用纳米材料开发出新一代高性能新型彩色橡胶制品，产品的各项性能指标均有大幅度地提高，尤其是抗老化性能可达到并超过三元乙丙橡胶制品，使用寿命长达30年以上，且色彩艳丽，保色效果优异。

　　纳米微粒加入油墨中可改善油墨的流动性，美国已出现了纳米微粒生产颜料的专利。

　　在化纤制品和纺织品中添加纳米微粒还有除味杀菌作用，把银纳米微粒加入到袜子中去，可以清除脚臭味；医用纱布中放入纳米Ag粒子有消毒杀菌作用。

　　化妆品很难让皮肤吸收，因为它的吸收要通过汗腺或者通过皮肤的一些淋巴组织来完成，而真正能够渗透进皮肤里的有效成分不到实际涂抹的万分之一。 如果我们把有效成分，比如说中药的有效成分变成纳米的水颗粒，那么就简单了。这样的水颗粒可以直接进入皮肤去治疗。同样是擦护肤用品，现在要擦上一两个月才开始见效了，到那个时候就有可能擦上10分钟，就会有明显的感觉，而且使用量可以大大降低。

　　随着物质粒径的减小，比表面积大大增加。粒径5nm的颗粒，表面的体积百分数为50％，粒径2nm时，表面的体积百分数增加到80％。庞大的比表面，键态严重失配，出现许多活性中心，使纳米材料具有极强的吸附能力。这使得纳米粒子对于无论是促使物质腐败的氧原子、氧自由基，还是产生其他异味的烷烃类分子等，均具有极强的抓俘能力，使其具有防腐抗菌功能。

　　三、抗菌产业和抗菌产品

　　国际上抗菌制品的发展始于２０世纪８０年代。在我国，随着社会发展和人民生活水平的提高，人们对卫生用品、日用品、水处理装置、食品包装等耐用消费品的抗菌性有了较高的要求，添加抗菌剂、防止微生物繁殖的商品开始受到消费者的欢迎。

　　经过数年潜心研究，通过离子交换、多层包覆等技术，我国抗菌研究达到国际水平。目前，抗菌材料已经成功应用于家电、纤维和涂料，少量材料应用于日用品、玩具、胶粘剂、餐具等方面。市场上也逐渐兴起“健康家电”的冲击浪潮。

　　随着人们生活水平的提高，抗菌织物、抗菌服装也受到欢迎。

　　据粗略估算，2000年我国抗菌剂产量达到200吨，预计2005年我国将发展到500吨左右的规模，抗菌制品达400亿元。

　　抗菌剂可分为天然、有机和无机三大类型。天然抗菌剂主要来自天然植物的提取，数量很少，有机抗菌剂耐热性差、高温下易分解失效，因此不能满足高温加工的需要。无机抗菌剂是利用金属离子或光触媒技术达到抗菌杀菌的作用。无机抗菌剂耐高温（800℃），光照不老化，不易产生细菌抗药性，安全无毒，无二次污染，故得到国际国内市场的广泛重视。

　　纳米抗菌材料是将无机抗菌剂采用高科技的纳米技术处理，使其具有更为广泛、卓越的抗菌杀菌功能，并且通过缓释作用，提高了抗菌长效性。

　　纳米抗菌材料的抗菌机理：

　　一是接触反应，即抗菌制品中的金属离子与细菌接触反应后，造成微生物固有成分破坏或产生功能障碍。当微量的金属离子到达微生物细胞膜时，因后者带负电荷，依靠库仑引力，使两者牢固吸附，金属离子穿透细胞壁进入细胞内，并与巯基（-SH）反应，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，细胞丧失分裂繁殖能力而死亡。金属离子还能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。当菌体失去活性后，金属离子又会从菌体中游离出来，重复进行杀菌活动，因此其抗菌效果持久。

　　二是光催化反应：在光的作用下，金属离子能起到催化活性中心的作用，激活水和空气中的氧，产生羟基自由基和活性氧离子，活性氧离子具有很强的氧化能力，能在短时间内破坏细菌的繁殖能力而使细胞死亡，从而达到抗菌的目的。

　　四、亚礼得纳米抗菌功能运动鞋

　　我公司研制的亚礼得牌纳米抗菌功能运动鞋于2002年7月通过福建省科技厅组织的2002年省级重点新产品成果鉴定，经专家评定，其抗菌性能在国内同类产品中处于领先水平。2002年被列为福建省重点新产品，2003年被列为国家重点新产品，并获得两项国家专利（纳米抗菌防霉防臭运动休闲鞋02 246843.9 纳米抗菌防臭鞋垫02 252394.4）。与海尔、美菱，四川升达地板一起首批获得中国抗菌材料及制品行业协会的抗菌标识认证。

　　本产品由中国科学院理化技术研究所监制。

　　本产品采用纳米抗菌防霉材料、适当的介质和添加剂配制复合抗菌剂，添加到鞋材制造过程或直接进行表面涂层处理，使与脚部接触的整个鞋腔具有长久的抗菌功能，起到防霉防臭，保护脚部健康的作用。

　　亚礼得牌纳米抗菌功能运动鞋具有以下明显的特点：

　　1. 抗菌——经中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所（现为中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所）检测，对金黄色葡萄球菌、致病性大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌率 ≥ 99%；

　　2. 防霉——经中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所（现为中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所）检测，对黑曲霉、土曲霉、出芽短梗霉、宛氏拟青霉、绳状青霉、绿色木霉、赭色青霉、短帚霉等8种霉菌的长霉等级为0级（国家标准，0级为最好，即放大50倍观察不到霉菌）。

　　3. 防臭——经 200多例脚臭严重的人近2个多月的试穿，防臭效果明显：穿着1～2天后脚臭明显减轻、3～5天后脚臭基本消除（近距离内只有轻微的味道）。

　　4. 抗菌功能时效长久——由于所采用的纳米材料具有缓释作用，抗菌功能不会因产品长期存放而失效（我们将放置1年半的产品送检，其对金黄色葡萄球菌、致病性大肠杆菌的抑菌率≥ 97%）；因为鞋腔内的抗菌结构层及抗菌EVA、抗菌海绵中的有效物质，会慢慢地向材料表面扩散（迁移），使与脚部接触的整个鞋腔都保持稳定、长久的抗菌防霉效果。

　　5. 具有干燥吸附等作用——由于采用的纳米材料具有多孔和极大的比表面积，对汗液有较好的吸附作用，脚汗多的人穿着后感到汗减少、有干燥舒适的感觉；

　　6. 具有远红外保健功能——采用的纳米抗菌材料具有发射远红外功能，远红外线能渗入皮下组织，产生热效应，可促进脚部血液循环、改善新陈代谢、减缓疲劳，对脚部健康具有一定的保健作用。

　　本产品所采用的纳米技术及纳米材料具有安全性和可靠性，对健康无害，不会造成环境污染；长期使用不会使细胞产生抗药性、降低人体的免疫力，也不会对生态圈产生消极影响。

　　本产品的社会效益也是明显的，将使长期受臭脚困扰的人们得到缓解或解除，对人们的家居环境、生活卫生和健康水平的改善具有很好的作用。

(责任编辑：韩立)