天然植物精油改性驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料研究*

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(dá)3 000種以上，而蚊子是日本腦炎、絲蟲(chóng)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(lái)了巨大的隱患[1]43。由于蚊子種類繁多、分布廣泛，針對(duì)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(jī)理是干擾蚊子，使其不能對(duì)吸血對(duì)象準(zhǔn)確定位。蚊子之所以能夠很輕易地找到吸血對(duì)象，主要原因是機(jī)體的新陳代謝活動(dòng)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(guò)闡述驅(qū)蚊/滅蚊機(jī)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(kāi)發(fā)環(huán)保、舒適的驅(qū)蚊/滅蚊服裝提供參考。

1 驅(qū)蚊/滅蚊機(jī)理

在現(xiàn)階段，對(duì)預(yù)防蚊子叮咬主要通過(guò)驅(qū)蚊和滅蚊兩種途徑。驅(qū)蚊是利用蚊子不喜愛(ài)的氣味，使蚊子難以忍受而逃離，或利用波長(zhǎng)光源將蚊子吸引開(kāi)等；滅蚊則通過(guò)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(jī)理。

1.1 物理法驅(qū)蚊/滅蚊機(jī)理

物理法驅(qū)蚊/滅蚊主要通過(guò)物理阻隔或采用光波、聲波等技術(shù)進(jìn)行。物理阻隔中最常見(jiàn)的是使用蚊帳，但蚊帳需固定使用，不能跟隨人們進(jìn)行隨時(shí)隨地、長(zhǎng)距離、大范圍的移動(dòng)，因此其應(yīng)用受到很大限制。采用光波技術(shù)進(jìn)行驅(qū)蚊、滅蚊，是利用蚊子對(duì)不同波長(zhǎng)的光的趨避性不同，如黃光對(duì)蚊子有退避作用，近紫外光對(duì)蚊子有吸引作用。采用聲波技術(shù)進(jìn)行驅(qū)蚊、滅蚊，是利用蚊子對(duì)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(xí)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(shí)踐中應(yīng)用較少。近年來(lái)，一些學(xué)者不斷地嘗試使用熒光粉對(duì)服裝面料進(jìn)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(jī)理，開(kāi)發(fā)無(wú)毒、無(wú)害、環(huán)境友好的驅(qū)蚊服裝，是驅(qū)蚊/滅蚊的一個(gè)重要研究方向。

1.2 生物法驅(qū)蚊/滅蚊機(jī)理

現(xiàn)階段的生物法驅(qū)蚊/滅蚊機(jī)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(dá)到控制病毒傳播的效果；二是培養(yǎng)無(wú)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(dá)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(yú)專吃蚊子的幼蟲(chóng)，利用其進(jìn)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(wèn)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(shí)期。

1.3 化學(xué)法驅(qū)蚊/滅蚊機(jī)理

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(jì)40年代化學(xué)合成殺蟲(chóng)劑研制成功以來(lái)，在世界各地的傳染病防治中發(fā)揮了重要作用。此法的機(jī)理是使用合成殺蟲(chóng)劑，通過(guò)熏蒸、觸殺等方式，破壞蚊子的機(jī)體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)蚊子的滅殺。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，種類繁多的殺蟲(chóng)劑被研制出來(lái)，并成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋貍淦分弧５罅炕瘜W(xué)試劑的使用產(chǎn)生了一些嚴(yán)重問(wèn)題。對(duì)蚊子來(lái)說(shuō)，大量使用殺蟲(chóng)劑使得蚊子體內(nèi)產(chǎn)生了抗體，一般意義上的殺蟲(chóng)劑很難對(duì)蚊子起到殺滅作用，同時(shí)殺蟲(chóng)劑所散發(fā)出來(lái)的化學(xué)氣味大多對(duì)孕婦與幼兒的身體健康有較大危害。如何做到無(wú)毒、無(wú)害、持久、有效的驅(qū)蚊、滅蚊，成為當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。正是基于此，驅(qū)蚊/滅蚊貼應(yīng)運(yùn)而生，但其使用范圍與效果都受到了嚴(yán)格的限制。

2 天然植物精油的提取及驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料的開(kāi)發(fā)

2.1 天然植物精油的提取

化學(xué)合成殺蟲(chóng)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(jìn)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(huì)在蚊子體內(nèi)積累而產(chǎn)生抗藥性，易降解，對(duì)環(huán)境安全無(wú)公害。同時(shí)，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(jìn)行驅(qū)蚊、滅蚊的技術(shù)也日趨成熟，也逐漸受到消費(fèi)者的認(rèn)可與喜愛(ài)，擁有廣闊的市場(chǎng)前景。楊中林[2]、方靈等[3]的研究均驗(yàn)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(shí)用價(jià)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(wèn)題。

2.2 驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料的開(kāi)發(fā)

由于蚊子分布的廣泛性與隨機(jī)性，對(duì)隨時(shí)移動(dòng)的人們而言，如何無(wú)毒無(wú)害且長(zhǎng)期有效地驅(qū)蚊/滅蚊才是驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。基于驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料的開(kāi)發(fā)思路，利用天然植物精油開(kāi)發(fā)具有驅(qū)蚊/滅蚊效果的服裝面料應(yīng)運(yùn)而生。在現(xiàn)階段，驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料的開(kāi)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(jiǎn)單的特點(diǎn)。大致地說(shuō)，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(jìn)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(guò)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(yán)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(guò)軋車(chē)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(méi)于天然植物精油中，由于精油分子存在運(yùn)動(dòng)性，天然植物精油緩慢擴(kuò)散到纖維內(nèi)部或黏附于面料表面，再經(jīng)過(guò)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(jìn)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(jìn)行固化制備成核殼結(jié)構(gòu)的驅(qū)蚊/滅蚊微膠囊，通過(guò)調(diào)節(jié)攪拌速度、復(fù)凝聚pH值、芯壁比、芯壁質(zhì)量分?jǐn)?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(duì)超柔家紡面料進(jìn)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?jǐn)?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(duì)淡色庫(kù)蚊的驅(qū)蚊/滅蚊效果仍達(dá)到73.30%。

楊陳[1]44-47將青篙植物粉碎后通過(guò)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(guò)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(duì)黏膠纖維織物進(jìn)行驅(qū)蚊/滅蚊整理，通過(guò)對(duì)比整理前后黏膠纖維織物的力學(xué)性能、白度、織物風(fēng)格、光滑度等性能指標(biāo)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(duì)黏膠纖維織物進(jìn)行整理，不僅能保留黏膠纖維織物的性能，而且能達(dá)到較強(qiáng)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(duì)服裝面料進(jìn)行驅(qū)蚊/滅蚊后整理雖然具有高效、便捷的特點(diǎn)，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(duì)服裝面料進(jìn)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(guò)程中驅(qū)蚊/滅蚊微膠囊會(huì)脫落，導(dǎo)致服裝面料的驅(qū)蚊/滅蚊效果下降。因此，嘗試?yán)锰烊恢参锞团c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(bào)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(duì)其結(jié)晶度、取向度、摩擦因數(shù)、力學(xué)性能等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明青篙精油的添加量為10.0%(質(zhì)量分?jǐn)?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(biāo)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(guò)比較兩種纖維的力學(xué)性能、比表面積、表面形貌等指標(biāo)，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。

3 驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料的應(yīng)用

目前市售的驅(qū)蚊/滅蚊服裝種類繁多。如阿瑪?shù)纤归_(kāi)發(fā)的夏季釣魚(yú)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(kāi)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?jǐn)?shù)，下文同)艾草纖維、35.0%棉纖維、30.0%麻纖維開(kāi)發(fā)的驅(qū)蚊/滅蚊服，經(jīng)中國(guó)疾病預(yù)防控制中心寄生蟲(chóng)病預(yù)防控制所檢測(cè)鑒定，表明其具有高達(dá)98.13%的蚊蟲(chóng)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(hù)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(shí)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(shù)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(wú)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(kāi)發(fā)的驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料的市場(chǎng)占有率還很低，使用也有局限，但其所具備的無(wú)毒、環(huán)保、健康等優(yōu)勢(shì)決定其將在市場(chǎng)上占有一席之地，擁有廣闊的市場(chǎng)前景。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

闡述物理、生物、化學(xué)驅(qū)蚊/滅蚊機(jī)理在驅(qū)蚊/滅蚊服裝面料開(kāi)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(kāi)發(fā)途徑，得出蚊蟲(chóng)的防治應(yīng)因地制宜，因時(shí)而變。對(duì)于運(yùn)動(dòng)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(kāi)發(fā)驅(qū)蚊/滅蚊纖維與服裝面料，滿足他們對(duì)健康、環(huán)保與隨時(shí)變換位置的驅(qū)蚊/滅蚊需求。