MIT團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出的這種材料，真的一滴水都透不過去

涂層處理（左）和未處理（右）織物防水效果對(duì)比

不同液體的防水效果。右上角黑色為醬油、棕色液體為咖啡、左下角為番茄醬、左上角透明液體為鹽酸、右下角透明液體為氫氧化鈉、其他透明液體為水

從雨衣到軍用帳篷，防水織物已經(jīng)在我們的生活中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，傳統(tǒng)的防水涂料一旦進(jìn)入環(huán)境中，常常會(huì)因?yàn)槭澄镦溨械纳锓糯笮?yīng)而在我們身體中積累，隱患重重。這也亟待研究人員找到更安全的替代品。

最近，麻省理工學(xué)院的克里帕·瓦蘭納西和卡倫·格里森教授團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出一種新型的材料，可為天然織物（如棉花和絲綢）提供防水性能，并比現(xiàn)有的涂料更加有效。這一研究成果在6月29日發(fā)表在Advanced Functional Materials雜志上。

麻省理工學(xué)院機(jī)械工程副教授瓦蘭納西說，“目前大多數(shù)‘防水’織物實(shí)際上只是拒水，如果你將雨水滴在織物上，最終這些水還是會(huì)穿過織物。”最終，僅僅是織物本身沒有濕，但水還是透過去了。而新的材料則更接近真正的防水目標(biāo)。

鑒于這些長(zhǎng)鏈聚合物涂料在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化特點(diǎn)及在生物體內(nèi)的累積，美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局（EPA）正在修訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)法規(guī)規(guī)定。“這些物質(zhì)在環(huán)境中廣泛存在，且很難降解。”瓦蘭納西說。

目前，用于制造防水織物的涂料常用全氟化側(cè)鏈的聚合物組成。問題在于，與已經(jīng)過研究的長(zhǎng)鏈聚合物不同，這些短鏈聚合物不具有與長(zhǎng)鏈聚合物類似的疏水效應(yīng)。現(xiàn)有的涂料另一個(gè)問題是這些涂料一般是基于液體的，所以織物必須進(jìn)入液體中然后再進(jìn)行干燥處理。瓦蘭納西表示，這樣的流程往往會(huì)導(dǎo)致織物的毛孔被堵塞，所以織物無(wú)法像他們研究中那樣呼吸，因此傳統(tǒng)工藝還需第二個(gè)步驟，這一步驟中，空氣吹過織物重新打開這些孔，這就增加了制造成本并降低了一些拒水性能。

研究表明，具有少于八個(gè)全氟烴基團(tuán)的聚合物不會(huì)在環(huán)境中持久存在，且其生物積累幾乎與9個(gè)或更多氟的聚合物相同。

瓦蘭納西表示，在這項(xiàng)研究中他們將兩者結(jié)合起來(lái)：一種短鏈聚合物，它本身具有一些疏水性質(zhì)，通過一些額外的化學(xué)處理將這一疏水性質(zhì)加強(qiáng)；這一功能加強(qiáng)的實(shí)現(xiàn)，是麻省理工學(xué)院亞歷山大和邁克爾·卡塞爾化學(xué)工程教授和副教務(wù)長(zhǎng)格里森及其合作人員通過近年來(lái)開發(fā)的引發(fā)化學(xué)氣相沉積（initiated chemical vapor deposition，iCVD）工藝完成的。

使用這種不涉及任何液體并能在低溫下完成的iCVD工藝,可生成非常薄且均勻的涂層，這一涂層會(huì)與纖維的紋理保持一致而不會(huì)導(dǎo)致孔隙堵塞，進(jìn)而省去了打開毛孔的步驟。同時(shí)，這一工藝也可通過添加額外的步驟來(lái)進(jìn)行表面噴砂處理，以進(jìn)一步提高防水性能。

瓦蘭納西說，該工藝適用于許多不同的織物，包括棉、尼龍和亞麻，甚至在紙張等非織物材料上也有潛在的應(yīng)用。這一工藝已經(jīng)通過不同類型的織物以及織物不同編織圖案的測(cè)試，以及一系列實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，包括工業(yè)使用的標(biāo)準(zhǔn)雨水測(cè)試。處理后的織物不僅通過了水測(cè)試，還通過了如咖啡、番茄醬、氫氧化鈉及各種酸堿等液體的測(cè)試，并表現(xiàn)出良好的性能。

同時(shí)，這一涂料經(jīng)過反復(fù)洗滌后并沒有降解，且已通過了嚴(yán)格的磨損測(cè)試，在重復(fù) 1萬(wàn)次的磨損后涂層仍未損壞，而最終，在嚴(yán)重磨損的情況下，纖維被破壞，但涂層仍舊良好。■（摘自美《深科技》）（編輯/華生）