設(shè)想一下，當(dāng)你穿著沖鋒衣在山上攀登，享受運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還能夠保持肌膚的干爽，那么快樂(lè)的感覺(jué)會(huì)不會(huì)加倍？答案是肯定的。
現(xiàn)在，這種加倍的快樂(lè)或許即將成為現(xiàn)實(shí)。東華大學(xué)俞建勇院士團(tuán)隊(duì)丁彬研究員、張世超研究員等人基于調(diào)控帶電液體的噴射和相分離，開發(fā)了一種由疏水性納米纖維膜和親水性納米纖維膜組成的納米織物，為下一代防水透濕膜的開發(fā)提供了新思路。該研究成果日前發(fā)表在國(guó)際期刊《先進(jìn)材料》上。
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丁彬表示，納米織物是由納米級(jí)纖維組成的織物，具有一些獨(dú)特的納米性能。在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了直徑約20納米的纖維，并將該納米纖維制成了納米織物。
目前市場(chǎng)上高端的防水透濕膜面料主要是PTFE防水透濕膜，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在沖鋒衣、登山靴、防護(hù)服上。“然而這種面料兩側(cè)均是疏水的，人體產(chǎn)生的汗液易在面料內(nèi)部凝結(jié)，產(chǎn)生悶熱感，穿起來(lái)也不是很舒適?！倍”蚪榻B，因此，團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)思路就是將疏水微孔纖維膜和吸濕快干纖維膜復(fù)合，同時(shí)實(shí)現(xiàn)防水和排汗這兩個(gè)看似相悖的功能。
此次研發(fā)的納米織物有兩大特點(diǎn)。首先，該納米織物由直徑約20納米的纖維組成，與普通靜電紡納米纖維膜的孔徑（>1.5微米）相比，該納米織物的孔徑很小，僅為0.62微米，孔隙率高達(dá)78%，可以獲得防水性、透氣性以及熱濕舒適性等良好的應(yīng)用性能。
其次是該納米織物采用類似于荷葉的疏水加親水雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。織物表層是防水的面料，可以有效阻擋外部的液態(tài)水；內(nèi)層是親水快干的面料，可以吸收人體的汗液并迅速將其排放到環(huán)境中，從而保持人體皮膚干燥。
液體在固體材料表面上的接觸角，是衡量液體對(duì)材料表面潤(rùn)濕性能的重要參數(shù)。接觸角越大，疏水性越強(qiáng)；接觸角越小，親水性越強(qiáng)。當(dāng)水滴落在該納米織物表層面料上時(shí)，水接觸角為136.7°，展現(xiàn)出強(qiáng)大的疏水性；而當(dāng)水滴落在內(nèi)層面料上時(shí)，水接觸角在0.6秒內(nèi)從18°迅速變?yōu)?°，顯示出超親水性。此外，該納米織物的表層疏水微孔纖維膜具有鐵電性，在接觸摩擦過(guò)程中產(chǎn)生的電壓可減小水分子簇的尺寸，進(jìn)而促進(jìn)液態(tài)水的蒸發(fā)。結(jié)果表明，該納米織物的水分蒸發(fā)率幾乎是傳統(tǒng)棉織物的2.5倍。
此外，團(tuán)隊(duì)還對(duì)該納米織物進(jìn)行了熱成像測(cè)試，結(jié)果顯示該納米織物比商用PTFE防水透濕膜具有更快的散熱速度，展現(xiàn)出更好的熱濕舒適性。
近年來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)致力于微納米纖維紡織材料研究，在微納米纖維材料成型理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及技術(shù)應(yīng)用方面取得了一系列進(jìn)展。此次開發(fā)的納米織物是該團(tuán)隊(duì)的最新研究成果，在許多領(lǐng)域具有一定的實(shí)用價(jià)值。
“我們開發(fā)的這種納米織物不僅可用于制作沖鋒衣、防護(hù)服、登山靴，還能用于醫(yī)用敷料、電子電器、建筑材料等多個(gè)領(lǐng)域?！倍”蚋嬖V記者，近期所開發(fā)的納米織物的產(chǎn)業(yè)化制造研究正在進(jìn)行中。
研究團(tuán)隊(duì)還將導(dǎo)電金屬濺射到納米織物上，以構(gòu)建電子皮膚。這使得面料可以在較大的壓力范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)日常生活中的人體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，還可用于生物力學(xué)能量的高效收集，并可作為可靠電源驅(qū)動(dòng)低能耗電子設(shè)備。
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