Китайские ученые создали супергидрофобную ткань на основе хлопка

Ткани из обычного хлопка. Ткани из обычного хлопка.

Исследователи из Китая разработали полностью непроницаемую для воды хлопковую ткань, которая может подвергаться множественной стирке, не теряя при этом свои сверхгидрофобные свойства, справившись при этом с главными недостатками, свойственными уже коммерциализованным материалам с высокой водоустойчивостью и водонепроницаемостью.

Водопроницаемая гидрофобная ткань была получена за счет нанесения супергидрофобного полимера на узелки в составе хлопчатобумажной ткани. Полимер не дает каплям воды «налипать» на поверхность хлопка, и высокое значение коэффициента поверхностного натяжения воды приводит к тому, что капли воды образуют сферы, которые скатываются с материала. В ходе этого процесса также происходит концентрирование загрязнений, находящихся на поверхности материала, и их удаление. Подобный эффект можно увидеть в живой природе, наблюдая за листьями лотоса, которые всегда остаются безупречно чистыми из-за присутствия на поверхности листьев наночастиц природного воска.

hlopok_1.jpg Рис. 1. Слева: полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа изображение исходной хлопчатобумажной ткани (на врезке к рисунку: взаимодействие воды с тканью). Справа: полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа изображение супергидрофобной хлопчатобумажной ткани (на врезке к рисунку: взаимодействие воды с тканью). (Рисунок из Adv. Mater., 2010, DOI: 10.1002/adma.201002614).

Разработка текстильных материалов с гидрофобными свойствами проводилась и ранее, однако для всех полученных к настоящему времени материалам наблюдалось, что их водоустойчивость понижается от стирки к стирке, и изделия из этих материалов было неудобно носить, так как они не пропускали не только воду, но и воздух. Исследователям из Китайской Академии наук (Шанхай) удалось разработать новое решение, благодаря которому был получен более долговечный и удобный материал.

Руководитель проекта Хиньги Ли (Jingye Li) отмечает, что полученные в его группе супергидрофобные материалы внешне выглядят как обычные хлопчатобумажные ткани. В новой ткани между волокнами хлопковой целлюлозы сохраняются небольшие пустоты, через которые к телу может поступать воздух, поэтому эта ткань более подходит для изготовления одежды; на ощупь новая гидрофобная ткань кажется более гладкой и удобной, чем обычные хлопчатобумажные ткани – дополнительная «гладкость» обуславливается наличием супергидрофобной поверхностью ткани.

hlopok_2.jpg Рис. 2. Новая ткань сохраняет свои гидрофобные свойства даже после обработки, эквивалентной 250 циклам стирки в бытовых стиральных машинах при температуре 40°C (Рисунок из Adv. Mater., 2010, DOI: 10.1002/adma.201002614).

Исследователи из группы Ли проверили долговечность службы новой ткани в присутствии различных синтетических моющих средств и 50 шариков из нержавеющей стали, многократно имитируя режимы стирки. Было обнаружено, что ткань сохраняет свои гидрофобные свойства даже после обработки, эквивалентной 250 циклам стирки в бытовых стиральных машинах при температуре 40°C.

По словам Ли, секрет долговечности ткани заключается в способе взаимодействия гидрофобного полимера с хлопковыми волокнами. Вместо простого механического покрывания поверхности ткани полимером исследователи подвергали материал воздействию гамма-излучения, такая обработка способствовала образованию прочных ковалентных связей между хлопковой целлюлозой и полимером, эти связи не могут быть разрушены в условиях стирки даже в присутствии моющих средств и в результате механического воздействия.

Нейл Ширтклифф (Neil Shirtcliffe), специалист по гидрофобным материалам из Университета Ноттингема, замечает, что лишь небольшое количество гидрофобных поверхностей отличается высокой устойчивостью к действию абразивных материалов, обычно увеличение прочности водоотталкивающих поверхностей приводит к появлению у них повышенной хрупкости, поэтому создание супергидрофобной ткани, способной сохранять свои свойства после многократных циклов стирки, весьма впечатляет.

По материалам:

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.9 (12 votes)
Источник(и):

1.chemport.ru



innocom аватар

Идея далеко не нова — в нашей стране проблемой водо- и грязеотталкивающих и других покрытий занимались еще в 60-х годах прошлого века, но, как и со многими другими прикладными направлениями, все было заброшено. Сейчас очень ограниченное число исследователей продолжает заниматься этой проблемой.