蚕丝是一种天然纤维,作为织物其最大的优点是穿着舒适,光滑柔软,且透气性好,具有良好的吸湿、散湿性能。但是,蚕丝织物也存在着一些缺点,比如易光致老化、发黄,易皱,易滋生细菌。为克服以上不足,近年来国内外在表面改性、表面功能化方面对蚕丝做了大量的研究。利用纳米功能材料修饰蚕丝进而实现抗菌、抗紫外功能,是一种有效、安全的手段。现有的纳米抗菌材料主要有纳米银和纳米金属氧化物两类,其修饰主要通过两种方法：一种是先合成纳米材料,再将纳米材料修饰到蚕丝表面；另一种是直接在蚕丝纤维表面原位合成纳米材料。后者通过离子交换或静电引力将金属离子附着在蚕丝表面,然后直接原位合成纳米材料。在蚕丝上修饰纳米银材料已有报道,但是均需用到还原试剂或伽马射线辐射等实现银离子的原位还原,这些方法往往会造成较大的环境污染或需用较大型的设备,严重的限制了其的实际应用,因此亟待发展更简单的方法获得抗菌性能好的纳米银修饰蚕丝。氧化锌(ZnO)纳米材料修饰抗菌、抗紫外蚕丝也有研究,但是在蚕丝表面原位合成ZnO纳米棒矩阵,并进一步用于抗菌和生理传感未见报道。本研究针对以上问题,探究了通过UV辅助的一步法制备纳米银颗粒(Ag NPs)改性蚕丝纤维的过程,在此基础上通过层层自组装聚合物膜修饰蚕丝纤维调控AgNPs在纤维上的修饰量,并对修饰后蚕丝织物的抗菌性能进行了研究。随后,我们尝试利用条件温和的水热沉积法在蚕丝表面原位生长ZnO纳米棒阵列,制备同时具有抗菌和抗紫外能力的多功能蚕丝,并结合ZnO的半导体性质和蚕丝可穿戴性等优点,将ZnO纳米棒阵列改性蚕丝应用到可穿戴生理传感器的制备中。本论文的主要工作如下：1.紫外照射辅助原位一步法制备Ag NPs修饰抗菌蚕丝此方法通过紫外线(UV)照射直接在脱胶蚕丝表面原位合成Ag NPs。结果表明蚕丝表面成功修饰了具有优异晶体结构的Ag NPs,并且Ag NPs的形貌和紫外照射时间密切相关。修饰Ag NPs后蚕丝抗热降解能力和拉伸强度有不同程度的提高。通过细菌生长曲线、抑菌环和双染色实验测试了Ag NPs改性蚕丝的抗菌效果,其结果表明Ag NPs改性蚕丝对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有很好的抑制作用和杀灭作用。2.在层层自组装聚合物膜修饰蚕丝上可控原位生长Ag NPs为了进一步可控制备Ag NPs,并使其在三维方向上生长,我们选择低成本、绿色环保的层层自组装方法(Layer-by-Layer, LBL)在蚕丝表面修饰多层聚合物膜,然后结合紫外照射在蚕丝表面原位制备Ag NPs。此方法获得蚕丝表面修饰的Ag NPs量多颗粒均匀,平均直径约为l0nm,而且其修饰量可以根据聚合物膜的层数多少进行调控。经细菌生长曲线和抑菌环测试后,发现制备的纳米银抗菌蚕丝对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都有很好的抗菌效果。3.水热沉积法制备具有抗菌和抗紫外性能的ZnO纳米棒阵列修饰蚕丝我们采用一种低成本,条件温和的方法在蚕丝表面水热沉积ZnO纳米棒阵列,通过优化实验条件,在蚕丝表面原位合成了取向性好、排列致密的纤锌矿结构ZnO纳米棒阵列。测试发现ZnO纳米棒阵列修饰后的蚕丝不易被热分解。通过抗菌和抗紫外测试,证实ZnO纳米棒阵列改性蚕丝具有优异的抗菌能力和抗紫外能力。4.基于ZnO纳米棒阵列修饰蚕丝的可穿戴生理传感器结合ZnO的半导体性质,我们研发了基于ZnO纳米棒阵列修饰单根蚕丝构建的压电传感器器件。ZnO纳米棒阵列修饰的单根蚕丝传感器不仅能够把机械能转换为电能,也可以测试生理数据和声音变化。本研究测试了手指的敲击、按压、弯曲动作产生电信号的过程,并将其用于人体呼吸、心跳等生理数据的监测。研究也证实,该传感器可感知敲击金属木琴造成的高、中、低音的变化。综上所述,本研究发展了紫外照射辅助原位合成Ag NPs的方法用于Ag NPs修饰蚕丝的制备,并通过在蚕丝表面层层自组装多层膜的手段调控Ag NPs的修饰量和粒径,两种方法制备的Ag NPs修饰蚕丝均具备极好的抗菌性能。本研究中水热沉积法合成ZnO纳米棒阵列制备的改性蚕丝,不仅抗菌、抗紫外性能优异,而且在可穿戴生理传感器生理信号和机械运动方面应用广泛,具有装置简单、灵敏度高、应用范围广的优点。本研究可望为纳米材料修饰蚕丝提供新的方法,并进一步拓宽其应用领域。