江西服裝學(xué)院, 江西 南昌 330201
目前,全球范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的蚊子達3 000種以上,而蚊子是日本腦炎、絲蟲病、黃熱病等傳染病的重要傳播中間體,給人們的身體健康帶來了巨大的隱患[1]43。由于蚊子種類繁多、分布廣泛,針對其所傳播的病毒的疫苗大多處在研究階段,難以發(fā)揮有效的預(yù)防作用。驅(qū)蚊/滅蚊的主要機理是干擾蚊子,使其不能對吸血對象準確定位。蚊子之所以能夠很輕易地找到吸血對象,主要原因是機體的新陳代謝活動產(chǎn)生了能讓蚊子定位的代謝物,如乙基苯酚、丁二酮、吲哚等。但這樣的代謝物種類眾多,還有很多未被人們發(fā)現(xiàn),因此驅(qū)蚊/滅蚊的難度極大。本文通過闡述驅(qū)蚊/滅蚊機理,分析從天然植物中提取具有驅(qū)蚊/滅蚊效果的植物精油及利用這些植物精油制備的驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料,為開發(fā)環(huán)保、舒適的驅(qū)蚊/滅蚊服裝提供參考。
在現(xiàn)階段,對預(yù)防蚊子叮咬主要通過驅(qū)蚊和滅蚊兩種途徑。驅(qū)蚊是利用蚊子不喜愛的氣味,使蚊子難以忍受而逃離,或利用波長光源將蚊子吸引開等;滅蚊則通過誘捕或利用有毒物質(zhì)等手段將蚊子殺死。目前,驅(qū)蚊/滅蚊手段主要有物理法、生物法和化學(xué)法,現(xiàn)分析各自的機理。
物理法驅(qū)蚊/滅蚊主要通過物理阻隔或采用光波、聲波等技術(shù)進行。物理阻隔中最常見的是使用蚊帳,但蚊帳需固定使用,不能跟隨人們進行隨時隨地、長距離、大范圍的移動,因此其應(yīng)用受到很大限制。采用光波技術(shù)進行驅(qū)蚊、滅蚊,是利用蚊子對不同波長的光的趨避性不同,如黃光對蚊子有退避作用,近紫外光對蚊子有吸引作用。采用聲波技術(shù)進行驅(qū)蚊、滅蚊,是利用蚊子對其天敵的聲音的退避作用,如模擬蝙蝠的聲音,或利用雌性蚊子在繁殖期逃避雄性蚊子的習性,模擬雄性蚊子的聲音。
物理法驅(qū)蚊/滅蚊受到設(shè)備、成本和使用便捷性等的限制,而且驅(qū)蚊/滅蚊效果一般,在實踐中應(yīng)用較少。近年來,一些學(xué)者不斷地嘗試使用熒光粉對服裝面料進行改性,使服裝面料能發(fā)射黃光而驅(qū)離蚊子。利用物理法驅(qū)蚊/滅蚊機理,開發(fā)無毒、無害、環(huán)境友好的驅(qū)蚊服裝,是驅(qū)蚊/滅蚊的一個重要研究方向。
現(xiàn)階段的生物法驅(qū)蚊/滅蚊機理主要有三種:一是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將不易感染的惰性病毒基因移植到蚊子身體上,建立新的能夠穩(wěn)定遺傳的基因,達到控制病毒傳播的效果;二是培養(yǎng)無繁殖能力的雄性蚊子并投放到自然界中與待繁殖的雌性蚊子交配,達到阻礙雌性蚊子繁殖的效果;三是人工飼養(yǎng)蚊子的天敵生物,如柳條魚專吃蚊子的幼蟲,利用其進行滅蚊。
生物法驅(qū)蚊/滅蚊也存在缺陷:一是基因遺傳存在不確定性,可能引發(fā)基因突變,造成物種基因穩(wěn)定性的破壞;二是大量飼養(yǎng)蚊子的天敵容易造成生態(tài)平衡的破壞,引發(fā)新的環(huán)境問題。目前,生物法驅(qū)蚊/滅蚊在服裝面料上的應(yīng)用還非常少,尚屬于空白時期。
化學(xué)法驅(qū)蚊/滅蚊是最常用、最有效、最廣泛的驅(qū)蚊、滅蚊方法。該法自20世紀40年代化學(xué)合成殺蟲劑研制成功以來,在世界各地的傳染病防治中發(fā)揮了重要作用。此法的機理是使用合成殺蟲劑,通過熏蒸、觸殺等方式,破壞蚊子的機體結(jié)構(gòu),實現(xiàn)對蚊子的滅殺。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,種類繁多的殺蟲劑被研制出來,并成為人們?nèi)粘I钪械谋貍淦分?。但大量化學(xué)試劑的使用產(chǎn)生了一些嚴重問題。對蚊子來說,大量使用殺蟲劑使得蚊子體內(nèi)產(chǎn)生了抗體,一般意義上的殺蟲劑很難對蚊子起到殺滅作用,同時殺蟲劑所散發(fā)出來的化學(xué)氣味大多對孕婦與幼兒的身體健康有較大危害。如何做到無毒、無害、持久、有效的驅(qū)蚊、滅蚊,成為當前研究的一個熱點。正是基于此,驅(qū)蚊/滅蚊貼應(yīng)運而生,但其使用范圍與效果都受到了嚴格的限制。
化學(xué)合成殺蟲劑本身存在的巨大缺陷使得研究者把目光投向了具有驅(qū)蚊/滅蚊效果的天然植物。所謂的天然植物方法驅(qū)蚊、滅蚊即是利用天然植物葉、莖、根等部位提取的具有驅(qū)蚊、滅蚊效果的酮類、醇類、酯類及其他生物堿類等植物提取劑進行驅(qū)蚊、滅蚊。這些天然植物的次生代謝物質(zhì)不僅具有良好的驅(qū)蚊/滅蚊效果,且不會在蚊子體內(nèi)積累而產(chǎn)生抗藥性,易降解,對環(huán)境安全無公害。同時,具有驅(qū)蚊/滅蚊效果的植物種類眾多,如艾蒿、薰衣草、薄荷、香茅等,成本低廉。目前,利用天然植物提取劑進行驅(qū)蚊、滅蚊的技術(shù)也日趨成熟,也逐漸受到消費者的認可與喜愛,擁有廣闊的市場前景。楊中林[2]、方靈等[3]的研究均驗證了多種驅(qū)蚊/滅蚊植物提取液的驅(qū)蚊/滅蚊效果與較好的實用價值。天然植物方法驅(qū)蚊、滅蚊也同樣存在一定的缺陷,即植物提取劑的揮發(fā)性、驅(qū)蚊持久性等方面存在一定問題。
由于蚊子分布的廣泛性與隨機性,對隨時移動的人們而言,如何無毒無害且長期有效地驅(qū)蚊/滅蚊才是驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料開發(fā)的關(guān)鍵?;隍?qū)蚊/滅蚊服裝面料的開發(fā)思路,利用天然植物精油開發(fā)具有驅(qū)蚊/滅蚊效果的服裝面料應(yīng)運而生。在現(xiàn)階段,驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料的開發(fā)途徑主要有兩種。
2.2.1 驅(qū)蚊/滅蚊后整理
后整理是服裝面料功能性整理的重要手段之一,具有快捷、高效、操作簡單的特點。大致地說,面料的后整理有涂層、浸軋與浸漬三類。
涂層法利用從天然植物中提取的具有驅(qū)蚊/滅蚊效果的天然植物精油,在面料表面進行單層或多層噴涂,使面料表面形成一層或多層天然植物精油高分子膜,從而賦予面料驅(qū)蚊/滅蚊功能。此法得到的面料上的天然植物精油在使用過程中緩慢釋放,可持續(xù)性地發(fā)揮驅(qū)蚊/滅蚊作用,但面料的透濕透氣性和手感受到嚴重影響。
浸軋法類似于面料的染色加工,即將天然植物精油和其他助劑配置成溶液作為浸軋液,通過軋車上滾筒的壓力作用將天然植物精油與面料結(jié)合。此法的效率高,操作也便捷,具有廣泛的適用性。
浸漬法則將面料直接浸沒于天然植物精油中,由于精油分子存在運動性,天然植物精油緩慢擴散到纖維內(nèi)部或黏附于面料表面,再經(jīng)過高溫焙烘,提高天然植物精油與面料的結(jié)合力。此法已應(yīng)用于驅(qū)蚊/滅蚊蚊帳,其經(jīng)20次洗滌后仍具有較好的驅(qū)蚊/滅蚊效果。
蔣月亞[4]將自制的天然驅(qū)蚊/滅蚊植物精油加入殼聚糖水溶液中進行超聲溶解,利用十二烷基苯磺酸鈉復(fù)凝聚上述溶液,并用戊二醛進行固化制備成核殼結(jié)構(gòu)的驅(qū)蚊/滅蚊微膠囊,通過調(diào)節(jié)攪拌速度、復(fù)凝聚pH值、芯壁比、芯壁質(zhì)量分數(shù)等參數(shù)制備了不同粒徑的驅(qū)蚊/滅蚊微膠囊,再利用驅(qū)蚊/滅蚊微膠囊對超柔家紡面料進行驅(qū)蚊/滅蚊整理。結(jié)果表明,利用在攪拌速度為800 r/min、復(fù)凝聚pH值為5、芯壁比為2 ∶1、芯壁質(zhì)量分數(shù)為0.5%的條件下所制備的荊芥精油驅(qū)蚊/滅蚊微膠囊整理的超柔家紡面料,不僅保持有良好的服用性能,而且經(jīng)15次洗滌后對淡色庫蚊的驅(qū)蚊/滅蚊效果仍達到73.30%。
楊陳[1]44-47將青篙植物粉碎后通過超臨界萃取得到青篙揮發(fā)油,然后將青篙揮發(fā)油與司本-80、吐溫-80表面活性劑混合制成青篙揮發(fā)油乳液,繼而與殼聚糖、海藻酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉混合、離心,再經(jīng)戊二醛交聯(lián),通過改變壁材、芯材的用量制成不同芯壁比(體積比)的青篙揮發(fā)油微膠囊;最后,利用青篙揮發(fā)油微膠囊對黏膠纖維織物進行驅(qū)蚊/滅蚊整理,通過對比整理前后黏膠纖維織物的力學(xué)性能、白度、織物風格、光滑度等性能指標和驅(qū)蚊/滅蚊效果,得出采用青篙植物中提取的青蒿精油制備芯壁比為2 ∶1的青篙揮發(fā)油微膠囊對黏膠纖維織物進行整理,不僅能保留黏膠纖維織物的性能,而且能達到較強的驅(qū)蚊/滅蚊效果。
2.2.2 紡制驅(qū)蚊/滅蚊纖維
利用天然植物精油直接對服裝面料進行驅(qū)蚊/滅蚊后整理雖然具有高效、便捷的特點,但是在驅(qū)蚊/滅蚊效果的持久性方面存在較大的缺陷。將天然植物精油制備成驅(qū)蚊/滅蚊微膠囊再對服裝面料進行驅(qū)蚊/滅蚊后整理,雖然在一定程度上提高了驅(qū)蚊/滅蚊效果的持久性,但在穿著過程中驅(qū)蚊/滅蚊微膠囊會脫落,導(dǎo)致服裝面料的驅(qū)蚊/滅蚊效果下降。因此,嘗試利用天然植物精油與纖維紡絲液共混紡制驅(qū)蚊/滅蚊纖維,以保持較為持久的驅(qū)蚊/滅蚊效果的思路應(yīng)用而生,但現(xiàn)階段有關(guān)的報道還很少。林燕萍等[5]利用從青篙中提取的青蒿精油混入黏膠纖維紡絲液中,紡制成復(fù)合黏膠纖維,并對其結(jié)晶度、取向度、摩擦因數(shù)、力學(xué)性能等指標進行測試,結(jié)果表明青篙精油的添加量為10.0%(質(zhì)量分數(shù))所紡制的復(fù)合黏膠纖維不僅具有89.42%的驅(qū)蚊/滅蚊效率,而且上述指標的變化不大。韓烽等[6]利用復(fù)合紡絲法將驅(qū)蚊/滅蚊劑加入紡絲液中制備成偏芯型和同芯型防蚊纖維,通過比較兩種纖維的力學(xué)性能、比表面積、表面形貌等指標,得出同芯型防蚊纖維的紡制難度低且驅(qū)蚊/滅蚊效果較好的結(jié)論。
目前市售的驅(qū)蚊/滅蚊服裝種類繁多。如阿瑪?shù)纤归_發(fā)的夏季釣魚防蚊服不僅具有良好的透氣性,還擁有良好的驅(qū)蚊/滅蚊防蚊效果。但利用具有驅(qū)蚊/滅蚊效果的天然植物精油開發(fā)的驅(qū)蚊/滅蚊服裝較少。青島海岸浪花服飾有限公司采用35.0%(質(zhì)量分數(shù),下文同)艾草纖維、35.0%棉纖維、30.0%麻纖維開發(fā)的驅(qū)蚊/滅蚊服,經(jīng)中國疾病預(yù)防控制中心寄生蟲病預(yù)防控制所檢測鑒定,表明其具有高達98.13%的蚊蟲趨避率,經(jīng)15次水洗后仍保持較好的驅(qū)蚊/滅蚊效果。新鄉(xiāng)市新科防護科技有限公司利用成膜材料包覆具有驅(qū)蚊/滅蚊效果的溶液或固體物質(zhì)形成驅(qū)蚊/滅蚊微膠囊,如適時破壞其壁材,作為芯材的驅(qū)蚊/滅蚊溶液或固體物質(zhì)即緩慢釋放。利用結(jié)合有驅(qū)蚊/滅蚊微膠囊的服裝面料制成的服裝具有持久的驅(qū)蚊/滅蚊效果。浙江永康明通紡織科技有限公司利用從尼姆樹中提取的印楝素制成服裝面料,其不僅具有防蚊特性,而且天然無毒、清香怡人,尤其適合老人、兒童、孕婦等人群使用。目前,利用天然植物精油開發(fā)的驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料的市場占有率還很低,使用也有局限,但其所具備的無毒、環(huán)保、健康等優(yōu)勢決定其將在市場上占有一席之地,擁有廣闊的市場前景。
闡述物理、生物、化學(xué)驅(qū)蚊/滅蚊機理在驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料開發(fā)中的應(yīng)用,在此基礎(chǔ)上分析天然植物精油的提取及驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料的開發(fā)途徑,得出蚊蟲的防治應(yīng)因地制宜,因時而變。對于運動的人群,可以從天然植物中提取具有驅(qū)蚊/滅蚊效果的天然植物精油,開發(fā)驅(qū)蚊/滅蚊纖維與服裝面料,滿足他們對健康、環(huán)保與隨時變換位置的驅(qū)蚊/滅蚊需求。