利用納米技術(shù)進(jìn)行改性的天然棉纖維--"活生棉"
天然棉本身的纖維就具有天然的多孔質(zhì)構(gòu)造，若將銀化合物的礦物質(zhì)磨成6milliliter microns大小的顆粒后，以特殊制程將天然棉纖維中的天然多孔質(zhì)封住，處理之后的纖維便稱為"活生棉"�；钌蘧哂形�、速干、抗菌、防臭及保溫等五大功能性，安全且具有良好的耐久性。
穿著活生棉，能讓皮膚表面的汗非常快速地被吸收，也非常容易發(fā)散到大氣中，使穿著者一直保持著安定的溫度與濕度，感覺非常舒適。同時(shí)天然多孔質(zhì)超微粒的礦物質(zhì)含有銀化合物元素，能發(fā)揮抗菌、消臭效果。另外，礦物質(zhì)亦具有遠(yuǎn)紅外線效果，可浸透人體皮膚的皮下組織、刺激血管，使血液循環(huán)良好，促進(jìn)體內(nèi)新陳代謝、消除體內(nèi)有害物質(zhì)，對(duì)人體健康相當(dāng)有幫助。
活生棉的吸水性-快速吸收汗水：
天然多孔質(zhì)超微粒的礦物質(zhì)（銀化合物），是許多個(gè)多孔穴的超微粒，由于1公克中的纖維內(nèi)可以形成360平方公尺的孔穴表面積，因此其吸水速度與含水能力非常良好；同時(shí)活生棉吸收汗水的機(jī)制是獨(dú)自發(fā)揮毛細(xì)管的現(xiàn)象，讓低濕度階段（20--25%）的礦物質(zhì)元素能夠提早發(fā)揮吸收汗水并快速排汗的功能。
活生棉的干燥性-排汗快速及早干燥：
由于活生棉內(nèi)天然多孔質(zhì)超微粒的礦物質(zhì)表面積相當(dāng)大，因此活生棉能夠快速放出水分，干燥速度快，讓人體能快速適應(yīng)發(fā)汗?fàn)顟B(tài)，避免人體皮膚長時(shí)間處于高濕度的狀況。同時(shí)在蒸發(fā)時(shí)放出的氣化熱，能使皮膚表面溫度下降，抑制發(fā)汗、及早干燥，讓肌膚快速回復(fù)舒適觸感。
活生棉的抗菌防臭性-抑制細(xì)菌繁殖、消除臭味：
天然多孔質(zhì)超微粒中所含的礦物質(zhì)乃絲銀化合物，具有抗菌、消臭效果，其運(yùn)作屬于非溶出型效果，所以對(duì)肌膚表面并不會(huì)造成過敏等不良影響。穿著活生棉衣料能抑制細(xì)菌繁殖，提高個(gè)人衛(wèi)生與生活品質(zhì)。
活生棉的保溫性-具有遠(yuǎn)紅外線效果，能保持體溫：
天然多孔質(zhì)超微粒質(zhì)礦物質(zhì)具有遠(yuǎn)紅外現(xiàn)效果，讓人體細(xì)胞內(nèi)的分子運(yùn)動(dòng)活潑化、振動(dòng)，然后分子給予細(xì)胞活力使身體內(nèi)部暖和，就能提供保溫效能，寒冷時(shí)可保持體溫使人體舒適。
活生棉的耐久性-多次洗滌后，效果仍能保持
活生棉的功能并不是包覆于織物表面的，而是以棉纖維的結(jié)構(gòu)，利用天然礦物質(zhì)封住棉纖維的天然多孔質(zhì)，因此其效果并不會(huì)剝離或脫落，經(jīng)過持續(xù)洗滌之后，礦物質(zhì)仍然能夠穩(wěn)固的發(fā)揮作用。
活生棉的安全性-沒用毒性，安全性高：
天然多孔質(zhì)超微粒的礦物質(zhì)，相當(dāng)安全沒有毒性物質(zhì)，可以安心使用。
活生棉和現(xiàn)有的天然纖維棉的基本特性與手感均相同，其紡制制程如紡紗、織布到染整處理制程也相同�；钌藿�(jīng)過礦物質(zhì)處理，其產(chǎn)品應(yīng)用性比一般天然棉更豐富更廣闊；一般天然棉只能發(fā)揮其原有的柔軟吸濕特性，而經(jīng)過處理的活生棉就具有吸濕排汗、保溫及抗菌防臭等特性。這些特性讓活生棉有更大范圍的運(yùn)用：除可作為全活生棉服裝外，也可以與聚酯、粘膠、毛等纖維原料作混紡，來增進(jìn)其機(jī)能性與價(jià)值感。活生棉活混紡布料可以應(yīng)用于具有抗菌、保溫、吸濕排汗的運(yùn)動(dòng)衫、床單、襪子、內(nèi)衣及家飾用品，也可作成休閑服或便服、工作服等，這些都能展現(xiàn)活生棉和混紡纖維的特點(diǎn)。
通過組分結(jié)構(gòu)和加工方式進(jìn)行改性的天然棉纖維--阻燃棉纖維
美國棉花公司紡織化學(xué)研究部通過改進(jìn)棉纖維的組分結(jié)構(gòu)和加工方式，使棉纖維具有了較高的阻燃性，從而使棉纖維能夠進(jìn)入制毯、室內(nèi)裝潢和起絨表面的服裝等產(chǎn)品領(lǐng)域。
該組分結(jié)構(gòu)和方法的美國專利號(hào)為6，488，718，可用于纖維素纖維阻燃改性，主要原理是將氨基酸、蛋白質(zhì)或縮氨酸等特殊基團(tuán)聯(lián)結(jié)到纖維素基質(zhì)上，從而形成阻燃的特性。該種組分結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方法對(duì)于棉或棉混和纖維最適用，混紡含量應(yīng)包括至少25%的棉或更可取的至少40%的棉含量�？梢杂玫皆摻M分結(jié)構(gòu)和加工方法的其他纖維素纖維還包括亞麻、黃麻、大麻、苧麻、Lyocell以及再生的不可替換木頭纖維素纖維如粘膠。
該組分結(jié)構(gòu)包括一個(gè)氨基酸、蛋白質(zhì)或縮氨酸，選擇性的包括一種或多種交聯(lián)劑或偶聯(lián)劑。適用的氨基酸是那些在商業(yè)上可以大批量供貨的產(chǎn)品，如賴氨酸和精氨酸。酶是較適用的蛋白質(zhì)。交聯(lián)劑可以是二羥甲基二羥基乙撐脲、咪唑或咪唑啉酮。
氨基酸、蛋白質(zhì)、縮氨酸、或交聯(lián)劑也可以用炭-炭雙鍵、鹵化物、全氟化基團(tuán)、胺類、磷酯類、單糖、多糖、或亞胺代替。
加工方法包括將組分整體應(yīng)用到原材料中，以及選擇性的將氨基酸、蛋白質(zhì)、或縮氨酸通過共價(jià)鍵連接到欲改性的物質(zhì)上。這個(gè)步驟可以直接進(jìn)行或通過交聯(lián)劑來完成。把氨基酸、蛋白質(zhì)或縮氨酸通過共價(jià)鍵連接到纖維素纖維上的好處之一就是在燃燒或某種狀態(tài)下當(dāng)物質(zhì)釋放出氨基酸、蛋白質(zhì)或縮氨酸的可吸入顆粒物中沒有毒性蛋白質(zhì)產(chǎn)生。另外一個(gè)好處就是原材料和氨基酸、蛋白質(zhì)或縮氨酸的聯(lián)結(jié)具有相當(dāng)?shù)姆�(wěn)定性，能夠承受蒸汽洗熨及其他毯類織物的清潔方法而不會(huì)發(fā)生斷裂解體。
棉纖維不是地毯織物的常用原料，在美國制毯工業(yè)每年7百萬包的產(chǎn)量中棉纖維只占了將近百分之一的原料使用量。棉纖維在別的紡織品領(lǐng)域中得心應(yīng)手但在制毯業(yè)中卻是個(gè)例外，最主要的原因就是棉纖維很難符合聯(lián)邦可燃織物行動(dòng)委員會(huì)的要求。
該法案委員會(huì)要求所有的大型家居毯類必須通過可燃性"絨球試驗(yàn)"。除此之外，如果毯類織物經(jīng)過了阻燃化學(xué)整理（除了在后整理涂層過程中使用的三氫化鋁之外），該毯還需要經(jīng)過水洗10次以上才能進(jìn)行測(cè)試。因此，如果用后整理方式進(jìn)行的阻燃處理必須是非常經(jīng)久耐用的。
這就需要對(duì)棉纖維本身提出防火的要求，特別是當(dāng)棉纖維用于棉毯或起絨表面的服裝時(shí)，這種需求就變得非常明顯了。它要求織物經(jīng)過若干此水洗之后、包括蒸汽清洗之后仍能阻燃。
為了賦予纖維素基質(zhì)永久的抗燃性能目前發(fā)展了多種技術(shù)，然而，由于各種各樣的阻礙，很少有技術(shù)可以正常使用，這些阻礙包括化學(xué)物質(zhì)的商業(yè)化提供能力、安全問題、流程控制等等。永久性阻燃與非永久性后整理技術(shù)比起來顯然更復(fù)雜、成本更高、更難于應(yīng)用。
目前給棉纖維提供永久性阻燃性能的常用組分是磷化基，然而，像這樣的產(chǎn)品在制毯業(yè)和起絨服裝中不具有實(shí)踐操作性，因?yàn)檫@樣的產(chǎn)品后處理成本過高。另外的技術(shù)還包括將磷基阻燃物質(zhì)與纖維素基質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)等，然而，這樣的工序需要用到甲醛，而甲醛恰恰關(guān)系到健康問題，考慮到很多嬰兒和小朋友會(huì)在地毯或棉毯上玩耍，很多制毯商不會(huì)愿意使用哪怕甲醛含量很低的纖維。
Rearick的組分結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式嘗試著解決了這個(gè)問題。阻燃組分通過噴霧或泡沫方式附著到纖維素分子鏈上時(shí)，要求阻燃溶液的重量百分比控制在5到100%之間，理想一點(diǎn)的是10%到50%，更理想的是15%到30%，如果要提供額外的阻燃性，那么在組分中就要加入額外的阻燃性化學(xué)物質(zhì)，如金屬氧化物，金屬碳化物、鹵化碳、磷酯、磷鹽、磷胺、三氫化鋁或含氮的復(fù)合物。
阻燃的技巧，簡單說來，在于燃燒過程中氨基酸、蛋白質(zhì)或縮氨酸中羥酸基團(tuán)的脫羥作用，一些氨基酸含有羥酸基團(tuán)，它們?cè)谌紵^程中可以以水蒸氣的形式被釋放出來，同時(shí)羥酸還能夠促進(jìn)炭化的進(jìn)程，氨基酸、蛋白質(zhì)和縮氨酸中所含有的氮也能夠降低基質(zhì)的燃燒性能。
利用基因技術(shù)改性的天然棉纖維--天然彩棉
天然彩色棉是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)把彩色棉基因移植在原棉D(zhuǎn)NA中，這樣從種植到加工的整個(gè)過程避免了污染源，因其纖維的色彩是百分之百的純天然，完全符合人們追求生態(tài)色彩多元化的需求，滿足了人們對(duì)紡織品舒適性，衛(wèi)生性的要求，是一種極具潛在力和開發(fā)前景的新型環(huán)保型紡織原料。
彩棉形態(tài)結(jié)構(gòu)與白棉相似，但纖維較細(xì)，生成纖維素的次生胞壁很薄，胞腔很大。色素主要分布在纖維次生胞壁中。綠棉次生胞壁中有同軸嗜鍔層，白棉和棕棉則不存在。綠棉同軸嗜鍔層與光照和溫差無關(guān)，與臘質(zhì)含量有關(guān)，與色素有關(guān)。同軸嗜鍔層越多，色素越深。彩棉纖維纖維素含量僅占85%～90%，其余物質(zhì)化學(xué)成分主要為蠟質(zhì)；臘質(zhì)含量約是白棉6～13倍。綠棉臘質(zhì)中，脂肪烴含量約為95%以上；主要成分為C22-24ω-羥基脂肪酸和二羧酸。白棉臘質(zhì)中主要成分為C16-18組分，主要成分為脂肪醇和極性酸。綠棉脂肪烴中含有羥基、羰基、羧基、芳環(huán)、酯鍵、醚鍵等化學(xué)基團(tuán)。彩棉灰分含量約是白棉1.4～1.6 倍。彩棉多數(shù)含金屬量小于白棉，但銅、鐵、鋅、鉬含量高于白棉。黃棉鐵、鋅、鈣、鎂、鉬含量顯著較高；綠棉銅、鎂含量顯著較高。金屬含量的不同，其主要功能有待進(jìn)一步研究。彩棉蛋白質(zhì)含量約是白棉的1.75～2.1倍，含氮物質(zhì)較多，對(duì)色素產(chǎn)生的影響尚屬未知。
天然彩色棉生產(chǎn)的產(chǎn)品后工序無需進(jìn)行化學(xué)染料處理，是具有天然品質(zhì)特性的環(huán)保型產(chǎn)品，但其強(qiáng)力較低，目前已應(yīng)用的產(chǎn)品包括：針織用紗 ，床上用品，有適宜的剛度和很好的保暖性的面料，天然彩棉毛巾及浴巾， 天然彩色棉與其它功能性纖維如羅布麻纖維混紡的功能性產(chǎn)品，以及用彩棉與氨綸纖維進(jìn)行包纏紡形成的紗線，該紗線工藝既保持了彩棉的天然纖維性又增加了包纏紗的特點(diǎn)，成紗強(qiáng)力高，使成衣具有良好的形態(tài)穩(wěn)定性，是很好的環(huán)保性面料。后工序無需經(jīng)過染色加工，不僅降低了成本，而且避免了染料對(duì)人體健康的危害以及水質(zhì)和環(huán)境的污染，這些產(chǎn)品在國際市場(chǎng)上價(jià)格比普通棉紡織高出3-5倍，市場(chǎng)供不應(yīng)求。
彩棉的應(yīng)用引發(fā)了紡織工藝上的研究，這些研究目標(biāo)包括：研制出低成本、無甲醛無毒防皺助劑，達(dá)到或超過采用2D樹脂整理工藝的服用性能；用生物酶退漿及拋光，保持天然彩色棉制品生產(chǎn)全過程零污染；研制天然彩色棉紡紗織造染整成套生產(chǎn)技術(shù)，形成批量生產(chǎn)。
近15年來，對(duì)天然彩色棉的商業(yè)性興趣勝于純粹的好奇心。彩色棉產(chǎn)品性能尚好的驗(yàn)證，使它在環(huán)境意識(shí)之中孕育了一個(gè)有地位的市場(chǎng)。目前已經(jīng)開發(fā)天然彩色棉研究和生產(chǎn)的國家包括我國在內(nèi)共有23個(gè)。采用雜交、基因轉(zhuǎn)導(dǎo)等現(xiàn)代生物工程技術(shù)，培育出的一種在吐絮時(shí)就具有紅、黃、綠、棕等天然色彩的棉花。世界主要產(chǎn)棉大國如美國、俄羅斯、墨西哥、巴西、埃及等，現(xiàn)都在進(jìn)行彩棉的研究和推廣。目前，世界彩棉種植面積約100萬畝。就在國內(nèi)外白棉市場(chǎng)低迷時(shí)，彩棉國際價(jià)格依然堅(jiān)挺，供不應(yīng)求。每磅超過2美元，高出了普通白棉的2～3倍，并且供不應(yīng)求。國際有機(jī)農(nóng)業(yè)委員會(huì)也預(yù)測(cè)，未來30年內(nèi)，全球棉花總產(chǎn)量的30％將被彩色棉花替代。
