原子層沉積在紡織品表面多功能改性研究進展

楊輝宇， 周敬伊， 段子健， 徐衛林， 鄧 波， 劉 欣

1. 武漢紡織大學 省部共建紡織新材料與先進加工技術國家重點實驗室， 湖北 武漢 430200；2. 湖北工程學院 化學與材料科學學院， 湖北 孝感 432000)

纖維材料作為紡織工業的重要原材料，廣泛應用于人們的日常生活中,棉、毛、麻、絲等天然纖維材料為紡織工業的發展奠定了重要的基礎。隨著聚合物材料研究的不斷深入和紡織工業的現代化發展，新型合成纖維成為了紡織纖維材料在多樣化應用領域中的新選擇。目前，人們對具有特殊性能的紡織品的需用量正在不斷增加，也對紡織品的性能提出了更高的要求。除具有傳統的保形、抗皺、抗起球、懸垂、顏色鮮艷、色牢度高、富于光澤等本征特性外，導濕透氣、防水[1]、阻燃[2]、抗菌[3-4]、自清潔[5-6]、防紫外線[7-8]等功能也是紡織品倍受人們關注和重視的領域。

納米材料的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應等結構特性展現出許多特有的性質，如光學性能、電學性能、力學性能、吸波性能和生物相容性等。這些性能為紡織品的多功能化開發提供了新的思路，如納米材料對紫外線和紅外線的吸收或反射特性可以使紡織品具有紫外線防護、抗熱老化以及隔熱保溫等作用。傳統紡織品改性主要包括軋—烘—焙或涂覆，但這些方法使改性后的紡織品存在功能持久性差，力學強度和纖維柔軟性下降等弊端。提升紡織品多功能特性仍需積極尋求替代技術，即具有環保、保形性和耐洗滌性優異的改性方法[1]，能夠在保持低成本和多功能性的同時不降低纖維材料的本征特性。

化學氣相沉積[9]、層層自組裝[10]、電泳沉積[11]和原子層沉積(ALD)[12-14]等許多新方法和新技術已經運用于紡織品多功能特性的開發與設計中。其中，原子層沉積技術由于具有優異的保形性、生長的均勻性以及精確的膜厚可控等特點被認為是理想的改性方法之一。原子層沉積不僅賦予紡織品多功能化特點，且功能薄膜的穩定性高、耐服役性強、不受基體材料大小和形狀的限制，能夠在原子水平上控制薄膜的組成結構與厚度，對周圍環境無污染。基于此，本文從ALD的生長機制出發，對其制備的多功能無機納米薄膜在纖維/織物上的應用進行綜述，以闡明其最新的研究進展。

1 原子層沉積原理

原子層沉積(ALD)是一種表面自限制反應的化學氣相沉積技術[15]，是通過將高活性前驅體以脈沖交替的方式引入反應腔內，并在基體表面進行氣-固化學反應形成薄膜的一種方法。反應過程中，一般由2個時間分隔的半反應交替進行，所產生的副產物以及多余前驅體通過惰性氣體進行吹掃，2個半反應彼此間相互獨立從而形成了具有亞單層薄膜可控生長的反應特點。圖1示出低溫ALD自限制反應機制示意圖。以三甲基鋁(Al(CH3)3，TMA)/水為前驅體在纖維/織物表面沉積Al2O3為例：首先，TMA形成蒸氣脈沖進入反應腔體內，并與基材表面的羥基、羧基或氨基等發生化學吸附; 隨后，通入去離子水與TMA在基材表面反應產生的活性基團進行縮合; 整個脈沖反應過程采用惰性氣體作為載氣和吹掃氣體，以去除殘留的前驅體和未反應的產物。重復上述循環次數可以有效調控制備的Al2O3薄膜層的厚度。

圖1 經ALD在織物上沉積Al2O3的化學反應機制

循環次數的改變可以有效精確控制薄膜的生長，但薄膜的生長速率主要由以下幾方面[16]決定：1)前驅體的空間位阻效應，空間位阻效應會使表面前驅體的密堆積數量減少而降低生長速率；2)表面反應活性位點密度，表面化學活性位點越多，則前驅體覆蓋率越大，生長速率也越大；3)生長模式，基材表面結構、前驅體選擇和工藝條件對ALD的生長模式具有重要影響；4)反應溫度，溫度主要影響前驅體在基材表面的化學吸附以及前驅體反應的分解速率，生長溫度過低可能會使前驅體冷凝而增加吸附量，提高生長速率，也可能引起前驅體反應不完全而降低生長速率。ALD作為一種新型表面改性技術，其工藝特點和生長原理決定了ALD發展存在局限性，如生長速率、反應溫度以及反應物殘留等問題,仍是需要考慮的重要因素。表1總結了基于ALD原理的工藝特點、優勢和局限性[16]。說明ALD反應機制和相關理論模型仍需深入研究。

表1 原子層沉積工藝特點、優勢和局限性

化學氣相沉積(CVD)主要是以一種或多種氣相化合物或單質在基材表面進行化學反應而生成薄膜的方法。原子層沉積與化學氣相沉積的特點對比[16]如表2所示。

表2 原子層沉積和化學氣相沉積的特點對比

2 原子層沉積功能性應用

功能性纖維/紡織品除具備御寒、保暖、防護和美化等多項特性外，所呈現的其他優異功能性是未來紡織產業發展的趨勢,而實現多功能紡織品的開發與設計必然要緊密聯系技術手段。原子層沉積作為實現織物表面功能化的新技術，不僅能充分發揮功能薄膜的物化特性，同時還能保留紡織基材的本征性能，如柔軟性、透氣性以及色澤度等，因此，為進一步了解ALD技術在紡織品領域的應用，本文對功能化特點進行分類介紹。

2.1 紡織品的表面疏水性

具有特殊浸潤效果的荷葉表面，能夠使液滴在滾動的同時帶走表面附著的污染物，從而實現表面自清潔效應。受此啟發，超疏水表面的結構設計可歸納為：增加低表面能材料的粗糙度和降低粗糙表面的表面能。如棉、蠶絲、羊毛、纖維素、聚乙烯醇等纖維織物表面具有大量親水性基團，主要包括—OH、—COOH和—NH2，使其表面易沾上污漬等殘留物而影響美觀。Hyde等[17-19]利用ALD分別在聚丙烯和棉織物上沉積了Al2O3，通過調控循環次數轉變纖維表面的潤濕性，結果表明，聚合物和天然纖維表面疏水性轉變的主要原因在于ALD技術使Al2O3薄膜能有效調控織物表面能和表面反應活性，可實現粗糙疏水表面結構的Cassie-Baxter和Wenzel模型構建。Lee等[20]在棉纖維表面沉積Al2O3和ZnO薄膜以提高表面粗糙度，結果發現：隨著沉積循環次數的疊加，棉纖維表面呈現親水、疏水、親水的多重轉變，這主要歸因于初始反應過程中，三甲基鋁與棉纖維表面—OH相互作用時被大量消耗，并產生穩定的Al—(O—C—)3結構單元從而向疏水轉變；隨后連續的ALD循環使氧化鋁表面羥基化，導致棉纖維表面呈現疏水/親水轉變。上述結果闡述了薄膜沉積實現棉纖維表面親疏水轉變主要源于親疏水基團的變化。

Xiao等[21]以天然纖維羊毛為基材，利用ALD工藝在其表面沉積Al2O3薄膜以增加表面粗糙度，沉積約100 nm Al2O3薄膜的羊毛織物的靜態水接觸角從130°增加到約160°，且表面經液體污漬沾染1 800 s后污漬仍呈球狀。Chen等[22]采用ALD在蠶絲織物表面沉積TiO2薄膜，通過改變循環次數進而調控蠶絲織物表面的粗糙度發現，蠶絲織物表面沉積TiO2薄膜達到1 600次循環后，其表面算術平均粗糙度(Ra)由純蠶絲的1.947 nm上升至8.159 nm，表現出優異的疏水性，靜態水接觸角為135°。與此同時，Chen等[23]對經ALD沉積TiO2薄膜的蠶絲織物進行疏水持久性分析，由于TiO2以化學鍵鍵合作用的方式沉積于織物表面，其功能性薄膜具有優異的耐水洗性能，按照AATCC 61—2006《耐家庭和商業洗滌色牢度：快速法》,經加速水洗30次后，沉積循環400次(表面算術平均粗糙度為4.306 nm)的蠶絲織物表面靜態水接觸角仍可達到115°。Xiong等[24]采用二步法以滌綸為基材制備具有水下疏油性和油中疏水性的水/油分離膜。首先利用ALD在滌綸表面沉積ZnO薄膜，然后進行水熱生長ZnO分層納米棒，ZnO所形成的粗糙結構和滌綸的兩親性質能夠簡單地實現水和油混合物中任何相的分離，該功能化滌綸經不同相預潤濕后可允許有機溶劑(或水)滲透的同時阻隔水(或有機溶劑)，總體分離效率高于96%。

綜上所述，纖維紡織品表面經ALD沉積無機納米薄膜后，不僅可以有效改善表面粗糙結構，且能實現基材表面的親疏水基團轉變，這種特殊的表面性質使纖維紡織品表面呈現出自清潔效應。正是這種獨特的薄膜生長方式為多功能紡織品的開發提供了新的思路。

2.2 紡織品的紫外線防護性能

紡織品本身的紫外線防護性能存在一定的局限性，主要與纖維的種類、形態與組織結構以及厚度有關。如滌綸、羊毛、蠶絲等纖維的分子鏈結構中存在苯環、芳香族氨基酸等官能團時，在紫外線B光譜(UVB)區域會發生強烈的吸收，易造成纖維基材本體損傷或破壞。形態呈光滑圓柱形和組織交織點少的纖維對光線反射率較高，紫外線防護效果較好，而較厚的織物的紫外線透過率較少。為改善紡織品對紫外線防護性能的不足，構建具有光敏性質的無機納米功能薄膜是提高紡織品紫外線防護功能的重要途徑。Xiao 等[25]通過ALD在蠶絲纖維表面沉積厚度約為100 nm的TiO2薄膜以提高其紫外線防護性能，結果顯示：相比純蠶絲纖維，表面包覆有TiO2薄膜的蠶絲纖維的紫外線吸收特征峰呈現紅移效應，其強度在紫外線區高于純蠶絲；表面沉積有TiO2薄膜的蠶絲纖維在紫外線輻射(時間為1 h，紫外線強度為19 000 μW/cm2)后，其拉伸強度和斷裂應變分別是對照樣的2.5和6倍，且表面泛黃程度最小。

Liang等[26]以天然蠶絲纖維為研究對象，通過原子層沉積在其表面制備僅為纖維直徑0.5%的超薄非晶態TiO2薄膜，沉積TiO2薄膜厚度約為85 nm的蠶絲纖維暴露于紫外線(強度為4 260 W/m2)下672 h后，拉伸強度保持為原纖維的89.17%。Chen 等[27]主要研究了通過ALD在蠶絲織物表面沉積TiO2薄膜后，對其穿著舒適度的影響，結果表明，隨著TiO2薄膜厚度的增加，蠶絲織物的白度、可彎曲性、拉伸強度和抗紫外線性能逐漸提高，而其透氣性、濕折皺回復角和干折皺回復角則略微減小，特別是TiO2薄膜厚度達到95.3 nm時，蠶絲織物的總體物理性質與純蠶絲織物相似，并未產生明顯的負面影響。改性前后的蠶絲織物在可彎曲性、拉伸強度、厚度以及透氣性上也并未出現較大差異，這也進一步表明通過ALD沉積的薄膜具有優異的三維共形性等特點，改性后功能紡織品的本征特性未受到明顯影響。

Xiao等[28]為進一步提高紡織品的紫外線防護性能，首次采用ALD在聚酰胺/芳綸染色織物表面依次沉積Al2O3和TiO2復合薄膜，從而制備出能夠抵抗高強度紫外線的功能性織物。結果顯示，原織物暴露于紫外線(強度為8 000 μW/cm2)后，其熱穩定性和力學強度均明顯降低(拉伸應力從60.04 MPa降低至28.29 MPa)，而具有沉積薄膜的織物仍可顯著保留熱穩定性和力學性能，如沉積循環300次TiO2薄膜的織物在紫外線輻照后拉伸應力下降14.2%，而沉積循環200次TiO2/循環50次Al2O3后織物拉伸應力僅下降9.1 %。說明TiO2和Al2O3薄膜的協同作用能夠使織物在抵抗高強度紫外線上具有更優異的性能。雖然Al2O3對紡織品的紫外線防護性能具有進一步的提升作用，但上述研究并未闡述Al2O3和TiO2的協同作用機制以及Al2O3對紫外線防護的作用特點。

為探討Al2O3/TiO2復合膜的紫外線防護機制，Yang等[29]通過ALD在蠶絲織物表面依次沉積不同厚度的Al2O3和TiO2薄膜，這種復合薄膜的設計主要以外部TiO2層作為紫外線吸收劑，耗散大量的紫外線能量，而內層Al2O3作為阻隔層，有效防護由TiO2層產生的自由基和電子可能對蠶絲織物存在的二次損傷。此外，無機納米復合薄膜的沉積還有效改善了蠶絲織物的化學穩定性和熱穩定性，如沉積厚度分別為38.6、62.3 nm的Al2O3/TiO2復合薄膜蠶絲織物，在4%的鹽酸和NaOH溶液中能夠保持5 h左右，而純蠶絲織物在30 min后逐漸溶解。

綜上所述，用ALD技術沉積的無機納米薄膜能夠有效改善紡織品的紫外線防護性能；但單一納米薄膜的防護性能存在局限性，如TiO2的光敏性可能對織物產生二次損傷，因此，多種薄膜協同作用已成為增強紡織品紫外線防護性能研究的新方向。

2.3 紡織品的隔熱保溫性能

紅外線輻射會導致材料表面的溫度升高，從而影響工業生產和人們的日常生活，因此，紅外線輻射阻隔已經成為有效減少基材與外界熱交換而降低表面溫度的重要方式。研究表明，熱量在紡織材料中的傳遞主要以傳導、對流和輻射3種方式進行。當織物密度較高時，與外界進行熱量交換的主要形式是熱傳導和熱輻射；而織物密度較低時，熱量以空氣對流的方式在織物兩側進行傳遞。隔熱功能織物的開發主要是通過隔熱材料對熱量產生阻隔作用(或具有高反射率)，從而抑制織物表面溫度的上升。無機納米材料作為高紅外線阻隔性能的絕熱材料，是制備隔熱功能織物的重要選擇，如TiO2、SiO2和活性碳酸鈣等高反射型隔熱材料，滑石粉、云母粉等熱輻射型隔熱材料已被廣泛用于織物隔熱改性研究中。

用ALD制備的平滑、均勻可控的高質量無機納米薄膜具有高度可控性和穩定性，已經成為潛在的隔熱功能織物整理技術。Li等[30]以常見的棉織物為基材，通過ALD在其表面沉積超薄TiO2薄膜從而提高功能織物的隔熱性能。由于TiO2獨特的光學性質使棉織物顯示出優異的紅外線隔熱性能，當沉積厚度約300 nm的TiO2薄膜后，棉織物的紅外線隔熱率從28.5%提高到63.9%。此外，TiO2的沉積也極大提高了棉織物的熱穩定性以及在燃燒后表現出更高的炭化和形狀保持率，這也進一步表明TiO2對棉織物的紅外線隔熱性能的提高具有優異效果。

上述通過ALD沉積的TiO2主要以無定形結構存在。為進一步研究銳鈦礦型TiO2對紅外線隔熱性能的影響，Li等[31]通過提高ALD反應腔體的溫度，制備出負載銳鈦礦型TiO2納米薄膜的高紅外線阻隔性纖維素膜。結果顯示，經過優化反應條件后，表面沉積厚度約為33.7 nm銳鈦礦TiO2薄膜的纖維素膜暴露于紅外光源下5 min，纖維素膜底部封閉空間的溫度從59.2 ℃顯著降至51.9 ℃。上述結果表明，銳鈦礦型與無定形結構TiO2均具有出色的隔熱性能。

2.4 紡織品的抗菌性能

抗菌整理是抑制細菌在織物表面生長和繁殖的重要措施，也是有效減少人體被外來致病菌侵害并提高安全健康生活的重要方式。抗菌劑作為紡織品抗菌整理的重要組成部分，是抑制或殺滅病原微生物的新型功能性材料。目前，抗菌劑主要分為天然抗菌劑、有機抗菌劑以及無機抗菌劑。天然抗菌劑主要由某些動植物體內具有抗菌功能的材料組成；有機抗菌劑主要以有機酸、酚、醇為主要成分的有機小分子組成；無機抗菌劑主要以金屬離子或具有光化學活性的金屬氧化物組成。無機抗菌劑具有高的熱/化學穩定性、廣譜抗菌、抗菌效果持久且對人體健康危害較小等優點，成為抗菌劑的研究熱點。

研究表明，增大納米無機抗菌劑的比表面積可有效增大其與病原微生物間的接觸面積而提升抗菌效果。ALD不僅能有效提高無機納米材料的比表面積，且具有優異的膜厚調控特點，在充分發揮抗菌效果的同時，更好地保留紡織品的柔軟性。Popescu 等[32]通過ALD將ZnO和Al2O3分別沉積于棉織物和粘膠織物表面，評估抗菌劑對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌效果。結果表明，ZnO對細菌的抑制效果要優于Al2O3，且改性后的粘膠織物比棉織物的抗菌性能更高。此外，體外細胞毒性研究顯示：Al2O3對人體纖維細胞和角質細胞無毒，而表面沉積有ZnO的織物降低了細胞活力，具有潛在的細胞毒性，但未發現細胞膜改變。Wang等[33]通過ALD在聚酰胺6(PA6)納米纖維上沉積厚度約為14.65 nm 的ZnO薄膜，隨后以水熱方法進行ZnO納米棒的生長并在纖維上形成睡蓮和毛毛蟲狀的分層結構。經金黃色葡萄球菌抗菌測試分析表明，將ALD與水熱法結合制備的ZnO/PA6復合材料在抑制細菌活性上具有顯著的效果，且毛毛蟲狀分層結構比睡蓮結構表現出更好的抗菌活性。Feng等[34]采用ZnO和Ag為抗菌劑與聚四氟乙烯(PTFE)納米纖維進行復合，制備出具有優異抗菌效果的空氣過濾器，其首先利用ALD技術將ZnO沉積于PTFE纖維織物表面，隨后以水熱方式生長形成分層結構的ZnO納米棒，最后通過電泳沉積將Ag納米顆粒附著于ZnO表面，所制備的材料對大腸桿菌表現出約100%的優異動態抗菌率，且對甲醛的降解率達60%。

通過ALD制備的無機納米抗菌劑不僅能有效發揮抗菌性能，還能增加與致病菌的接觸面積從而提升抗菌效果[35]。ZnO的強抗菌性可能源于其半導體結構能產生更強的光化學活性，因此，開發具有優異光化學活性的無機納米薄膜(如TiO2、SiO2等)對提升紡織品的抗菌性具有重要意義。

2.5 紡織品的力學性能

纖維材料在加工與應用過程中，會受到各種外力的作用而影響紡織品的功能特性，因此，纖維的強度是多功能紡織品得以充分發揮其功能的重要基礎，具有重要的實際意義和理論研究價值。無機納米材料的引入不僅能開發與設計紡織品在多種領域中應用，且對紡織品強度的提升也展現出獨特的價值。

ALD技術使前驅體不僅可與纖維材料表面的活性基團發生聚合并填充表面缺陷，還能引起內部結構發生交聯從而使材料的力學性能發生顯著變化。基于微量無機雜質(例如金屬)摻入某些生物蛋白質材料結構中而呈現出優異力學性能的發現，Lee等[36]使用ALD進行多脈沖氣相滲透，將金屬前驅體滲透到纖維蛋白結構中發現其韌性大幅提高，如將鋅、鈦或鋁等相應的前驅體滲透到蜘蛛絲纖維中發現，沉積循環500次(厚度約為90 nm)TiO2的蜘蛛絲纖維相比原纖維，其拉伸強度提升約13倍。Gregorczyk等[37]也通過ALD使前驅體對纖維素纖維進行改性以增強基材的力學性能。在初始循環中，Zn的前驅體滲透至纖維素的主鏈結構中并交聯形成Zn—O，使其力學性能急劇增加，而TMA(三甲基鋁，即Al前驅體)在初始循環中并未發生明顯改善；隨著ALD循環次數的增加，2種前驅體對纖維素纖維的力學性能增強無明顯差異。如循環次數為5時，經Zn沉積后的纖維素纖維相比原樣的抗拉強度增加約2倍，彈性模量增加約2.5倍。

ALD技術不僅能提高天然蛋白纖維的韌性，還能有效增加聚合物纖維的抗拉強度。Shimel等[38]通過ALD在表面具有化學惰性的超高分子量聚乙烯上沉積Al2O3薄膜，這種非破壞性的表面改性以及均勻致密的薄膜有效改善了纖維基材的載荷轉移，其彎曲模量、層間剪切強度、彎曲強度、回彈力和韌性等均有顯著提高。此外，動態熱機械分析(DMA)結果表明，經ALD的Al2O3薄膜厚度約為39 nm時，超高分子量聚乙烯的儲能模量隨頻率的增加而增大，特別是玻璃態區域向更高頻率偏移表明材料具有更高的沖擊韌性。Jia等[39]研究了通過ALD技術沉積Al2O3對多孔聚丙烯(PP)中空纖維膜強力的影響發現，Al2O3在PP橫截面的濃度分布從外表面到內表面逐漸降低，且中空纖維經表面改性后具有更優異的延展性，如沉積循環100次Al2O3(厚度約為13 nm)的PP中空纖維復合膜的斷裂伸長率增加了6倍以上。

目前，ALD技術前驅體滲透生長方式可增強聚合物纖維的力學性能已在多種材料中得到證實，包括聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVA)、聚酰胺6(PA6)以及各種聚酯(PBT、PET)纖維、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)和聚環氧乙烷(PEO)等[40-44]，因此，ALD技術在紡織品中的應用不僅僅局限于材料多功能特性的開發，也對改善紡織品的力學性能具有重要意義。

2.6 結構生色紡織品

當光與光學尺度的微納米結構間發生相互作用時，會產生反射、折射、衍射以及干涉等現象，而這種微觀結構所產生的顏色稱為結構生色[45-46]。目前，對紡織品的著色主要基于施加有色物質(如吸附染料或沾染顏料)來產生顏色，但這種印染加工著色需耗費大量的水資源[47]，且廢水中存在的各種助劑(滲透劑、固色劑等)、有機物以及無機鹽對水質影響嚴重[48]，因此，結構生色的發現為傳統紡織品著色提供了重要指導和理論依據。

用ALD技術制備的無機納米薄膜能夠呈現出優異的多尺度調控效應，這種微納米尺度結構的調控對結構色的形成具有重要意義。目前，關于ALD在織物表面構筑結構色的相關報道較少，Chen等[49]以類石墨結構的碳纖維為基材，采用ALD在其表面構筑非晶態TiO2薄膜，通過調控TiO2薄膜的沉積厚度(每個循環約為0.086 nm)可以精確調節碳纖維表面顏色的變化，且所形成的結構色具有色澤鮮艷、飽和度高等特點；此外，碳纖維表面的結構色展現出優異的色牢度，經50次耐水洗測試后表面顏色仍然鮮艷明亮。Niu等[50]采用ALD方法在碳纖維表面構筑ZnO和Al2O3復合膜，設計并開發出具有可控調節的雙層復合薄膜結構色。雙層無機納米薄膜結構色主要是折射率差異的ZnO和Al2O3層在碳纖維表面形成的同軸致密一維光子晶體結構所致，光子晶體微納米結構的周期排列與光之間的相互作用而形成多種結構色的變化。這種雙層復合薄膜在實現碳纖維表面結構色的同時，也利用光子晶體在可見光和近紅外光區的反射而顯示出優異的隔熱效果，因此，無機納米材料的微觀結構設計不僅可以改變碳纖維難以著色的現狀，還能有效推動紡織纖維多功能特性的開發。

3 結束語

隨著經濟發展與生活水平的不斷提高，開發具有多功能特性的紡織品符合時代潮流發展的趨勢。原子層沉積(ALD)技術所具備的三維共形性優異、大面積均勻性、膜厚精確調控以及低溫生長等特性，為紡織品表面功能性設計與開發提供了良好的基礎，不僅解決了傳統功能涂層對織物纖維的破壞，且有效保留了紡織品的本征特性，如柔軟性、透氣性以及色澤度等。此外，ALD的生長機制具有高度均勻性和分散性，能夠充分發揮功能薄膜的物理化學特性，從而使紡織品在自清潔、紫外線防護、隔熱保溫以及抗菌等領域展現出優異的性能。

近年來，盡管對ALD的研究不斷深入并取得了一些成就，但在紡織品應用領域的研究還需進一步加強, 且未來發展中仍面臨許多挑戰：1)ALD在復雜織物表面改性的理論建模困難；2)因反應處于低真空條件，在紡織品領域中規模化生產存在局限性；3)開發半自動或連續化生產且達到可接受的反應速度等問題亟需解決；4)適合ALD反應要求的前驅體少，功能化種類缺乏；5)ALD反應所制備的薄膜材料以及相應的工藝參數有待進一步豐富；6)在表面惰性或活性纖維中存在反應機制不清晰或不完善等問題；7)三元或多元復雜化合物在紡織品功能化改性中仍是沉積制備的難點，且相關理論的模擬研究處于滯后狀態。綜上，利用ALD開發多功能紡織品還有待進一步完善，在新型多功能紡織品的實際產業化應用還需更多的理論指導和實踐依據。