麻省理工學(xué)院開發(fā)的新工藝可以提供對環(huán)境有害的防水涂層 。不僅可以為天然織物（如棉花和絲綢）提供防水性，而且還比現(xiàn)有涂層更有效。

麻省理工學(xué)院開發(fā)的工藝可以提供對環(huán)境有害的化學(xué)品的無毒替代品。

防水織物對于從雨衣到軍用帳篷的所有物品都是必不可少的，但是傳統(tǒng)的防水涂層已被證明在環(huán)境中持續(xù)存在并積聚在我們的身體中，因此很可能出于安全原因而逐步淘汰。如果研究人員能找到安全的替代品，那就需要填補(bǔ)一個巨大的空白。

麻省理工學(xué)院的一個團(tuán)隊近日提出了一個很有前途的解決方案：涂層不僅可以為天然織物（如棉花和絲綢）提供防水性，而且還比現(xiàn)有涂料更有效。新的研究結(jié)果在《高級功能材料》雜志上發(fā)表，由麻省理工學(xué)院的教授克里斯帕·瓦拉納西和卡倫·格里森(KarenGleason)、前麻省理工學(xué)院博士后丹·索托(DanSoto)和其他兩位教授撰寫的論文中進(jìn)行了描述。

由于現(xiàn)有防水化學(xué)品的逐步淘汰，環(huán)境監(jiān)管機(jī)構(gòu)推動了這一挑戰(zhàn).由于它們在環(huán)境和身體組織中累積的方式，EPA正在修訂幾十年來一直是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的長鏈聚合物的法規(guī)。

目前用于制造防水織物的涂料通常由具有全氟化側(cè)鏈的長聚合物組成。問題是，已研究的短鏈聚合物不具有與長鏈版本一樣多的防水（或疏水）效果。現(xiàn)有涂層的另一個問題是它們是基于液體的，所以織物必須浸入液體中然后干燥。瓦拉納西說，這往往會堵塞織物中的所有毛孔，因此織物不再能呼吸。這需要第二個制造步驟，在該第二制造步驟中，空氣被吹過織物以重新打開這些孔，增加了制造成本并且減弱防水保護(hù)。

研究表明，具有少于8個全氟化碳基團(tuán)的聚合物不會持續(xù)存在，其生物積累幾乎與8個或更多的聚合物這種最常用的聚合物相同。瓦拉納西解釋說，此麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊所做的是將兩件事情結(jié)合起來：一種短鏈聚合物，它本身賦予一些疏水性質(zhì)，并通過一些額外的化學(xué)處理而得到增強(qiáng); 以及由合作作者Karen Gleason團(tuán)隊近年來開發(fā)的稱為引發(fā)化學(xué)氣相沉積（iCVD）的不同涂層工藝。

使用不涉及任何液體且可在低溫下完成的iCVD涂層工藝，可生成非常薄且均勻的涂層，該涂層遵循纖維的輪廓并且不會導(dǎo)致孔隙堵塞，從而不需要第二個處理階段重新打開毛孔。然后，可以添加額外的步驟，一種表面噴砂處理，作為可選的工藝，以進(jìn)一步提高防水性。

對涂層表面的測試表明，它在標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)雨試驗中獲得了完美的分?jǐn)?shù)。該涂料適用于各種不同的織物、紙張和納米級硅。瓦拉納西說，該工藝適用于許多不同種類的織物，包括棉、尼龍和亞麻，甚至在紙張等非織物材料上開放各種潛在應(yīng)用。該系統(tǒng)已經(jīng)過通不同類型的織物以及這些織物的不同編織圖案的測試。

涂層織物在實驗室中經(jīng)受了大量的測試，包括工業(yè)用的標(biāo)準(zhǔn)降雨試驗。這些材料不僅被水轟擊過，而且還被其他各種液體包括咖啡、番茄醬、氫氧化鈉和各種酸和堿轟炸過，而且已經(jīng)全部排斥。涂層材料經(jīng)受反復(fù)洗滌，沒有涂層的劣化，并且經(jīng)過了嚴(yán)重的磨損試驗，在10000次重復(fù)之后沒有損壞涂層。

該團(tuán)隊計劃繼續(xù)致力于優(yōu)化化學(xué)配方以獲得最佳防水性，并希望將正在申請專利的技術(shù)授權(quán)給現(xiàn)有的織物和服裝公司。

參考來源：麻省理工學(xué)院