NexION®質(zhì)譜儀助力解密納米服裝的秘密

越來(lái)越多的高科技已經(jīng)進(jìn)入到我們?nèi)粘Ｉ�活之中，比如納米服裝。將納米級(jí)的微粒覆蓋在纖維表面或鑲嵌在纖維甚至分子間隙間，利用納米微粒表面積大、表面能高等特點(diǎn)，在物質(zhì)表面形成一個(gè)均勻的、厚度極薄的（肉眼觀察不到、手摸感覺(jué)不到）、間隙極�。ㄐ∮�100nm）的‘氣霧狀’保護(hù)層。使得常溫下尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于100nm的水滴、油滴、塵埃、污漬甚至細(xì)菌都難以進(jìn)入到布料內(nèi)部而只能停留在布料表面，從而產(chǎn)生了防水、防油、防紫外線等特殊效果。

但是這些衣物經(jīng)過(guò)洗滌，直到最終被丟棄，其中的納米顆粒又會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)擔(dān)。如何測(cè)定和評(píng)價(jià)納米科技紡織品的納米顆粒數(shù)量和尺寸分布，是紡織行業(yè)面對(duì)的新課題。
 
二氧化鈦（TiO2）納米顆粒具有紫外線防護(hù)功能和抗菌特性，并且能夠提高織物的親水性并減少異味，因此被越來(lái)越多的應(yīng)用到紡織行業(yè)。本應(yīng)用報(bào)告使用單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜法（SP-ICP-MS），研究了幾種商業(yè)紡織產(chǎn)品中TiO2納米顆粒的釋放情況。

樣品
用于評(píng)估的五種紡織樣品均從當(dāng)?shù)厣痰曩?gòu)買，如表1所述。40％TiO2納米顆粒（30-50 nm）懸浮液購(gòu)自美國(guó)研究納米材料公司（US Research Nanomaterials™，位于美國(guó)德克薩斯州休斯頓市）。為了促使納米顆粒分散，將Triton X-100（購(gòu)自西格瑪奧德里奇公司Sigma- Aldrich™，位于美國(guó)密蘇里州圣路易斯）添加到所有溶液中，最終濃度為0.0001％。
 
實(shí)驗(yàn)
測(cè)量總鈦時(shí)，將0.25g的每種紡織樣品切成小片，放入5mL濃硝酸（65％）和1mL的濃氫氟酸（49％）中，放入微波爐中消解。消解后，每個(gè)樣品添加6mL 10％H3BrO3（v/v），放入微波爐中與HF絡(luò)合15分鐘。然后，用去離子水將樣品定容至50mL，并采用常規(guī)ICP-MS進(jìn)行分析。

檢查TiO2納米顆粒從織物中的釋放情況時(shí)，每個(gè)樣品取400cm2，浸入200mL去離子水中。對(duì)容器超聲處理15分鐘，然后將其放在搖床上（每分鐘150次）24小時(shí)。對(duì)容器進(jìn)行第二次超聲處理，然后取出等分液體進(jìn)行分析。向空白去離子（DI）水中摻入2.7μg/L TiO2納米顆粒，作為對(duì)照品。如有必要，用去離子水進(jìn)一步稀釋樣品，并在兩次稀釋之間進(jìn)行超聲處理，以最大程度地減少納米顆粒團(tuán)聚。

所有分析均在珀金埃爾默（PerkinElmer）的NexION®電感耦合等離子體質(zhì)譜儀上進(jìn)行，該質(zhì)譜儀上運(yùn)行Syngistix™以用于ICP-MS軟件。進(jìn)行納米顆粒分析時(shí)，使用Syngisitix納米應(yīng)用模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和處理。表2示出了進(jìn)行TiO2納米顆粒分析的NexION工作條件。
 
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
圖1示出了TiO2納米顆粒（對(duì)照品）和三個(gè)樣品的信號(hào)。這些圖表清晰地顯示了樣品之間的差異：雖然TiO2納米顆粒對(duì)照品顯示出可重復(fù)的、均勻的粒度分布，但樣品的納米顆粒粒度分布更大，高達(dá)200nm。此外，同一類型的樣品之間也存在差異，如樣品A和D所示。樣品B和樣品C不含大量TiO2納米顆粒。
   
結(jié)論
本研究表明，SP-ICP-MS能夠檢測(cè)和測(cè)定紡織品中釋放的TiO2納米顆粒。使用SP-ICP-MS可以快速分析大量顆粒，能夠提供單個(gè)顆粒的信息，克服了常規(guī)納米顆粒分析技術(shù)的局限性。本研究結(jié)果表明，各個(gè)紡織產(chǎn)品都含有粒度和濃度不等的TiO2納米顆粒。

了解更多應(yīng)用資料和產(chǎn)品信息，掃描下方二維碼，下載珀金埃爾默單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜法（SPICP-MS）表征織物中TiO2納米顆粒的釋放相關(guān)資料。