取兩片未經處理的布料作樣品,一片不作處理(左邊),另一片涂上無氟疏油涂層(右邊),然后在兩塊布料上滴油。實驗結果顯示右邊的布料上油滴挺立,沒有潤濕布料,并且容易清除。該實驗由材料科學與工程系的伊曼紐爾.吉爾菲斯教授和纖維科學與服裝設計系的范金德教授共同完成。圖片由耿庚奇提供。
設想一個場景,你不小心把意大利面醬灑在最喜歡的襯衫上,洗完后不留痕跡,這時你將慶幸衣服的耐油性不錯。
耐油性被廣泛應用于紡織品。然而,耐油也是有代價的。大多數情況下,紡織品采用氟基涂料作耐油涂層,但這種涂料會分解出溫室氣體氯氟烴,對環境造成破壞。
如今,情況可能有所改善,康奈爾大學與工程大學材料科學與工程系的伊曼紐爾.吉爾菲斯教授和人類生態大學纖維科學與服裝設計系的范金德教授進行跨校合作,他們在實驗室中得到了一種非常具有前景的新材料,能夠改變材料本身的疏油性。目前他們已經向技術許可中心(CTL)提交了該材料的專利申請。
他們的合作可以追溯到幾年前的一個研討會上。在那次研討會上,吉爾菲斯教授和他的團隊正在研究用于水凈化的超親水聚合物膜,范教授聽完吉爾菲斯教授的匯報后立即邀請他一起合作,他想要將他們把聚合物膜上得到的一些科研成果應用在紡織品上。
吉爾菲斯教授說,“這次合作對康奈爾大學而言是個很成功的例子。”據吉爾菲斯教授稱,CTL的臨時專利已被存檔。
范教授也對他們的合作關系非常滿意,他說,“工程師們一般都不會想到把自己的專業知識運用到時尚界。但大多數情況下,我們與工程部門的合作都是非常有趣和富有成效的,他們非常優秀并且可以帶來很多絕妙的點子。但在過去,他們也許并沒有想要入駐紡織業和時尚界,盡管這是一個3萬億的產業。”
達成共識后,他們與服飾制造商合作,試圖創造出一種可以使織物更透氣的聚合物,這是一個巨大的挑戰。但吉爾菲斯教授表示,他們沿著這條路線已經取得了良好進展。
“合作的服飾制造商對那次合作非常滿意,他問我們能不能做出一些類似于疏油涂料的東西。”吉爾菲斯教授補充到,“那是一種非常特別的化學物質,在此之前我們從未做過相關研究,但是康奈爾大學是個很棒的地方,我們有優秀的學生和博士后可以迎接這些挑戰,并能將這些事做的很好。”
如他所料,博士后研究員耿庚奇制備了一種聚合物,他將常見的化學物品與材料粗糙表面相結合,產生小氣泡,使材料表面流體的表面張力變大,當表面張力足夠高時,流體將會在纖維上滾動而不粘附,清潔起來非常方便。
眾所周知,蓮葉天生具有疏水性。它的疏水性是因它具有粗糙的納米結構,而耿庚奇對粗糙度的應用恰好與此有異曲同工之妙。
范教授已經用表面張力較低的礦物油做了測試,他對該材料的早期實驗結果非常滿意。“我們發現即使洗過30次,這種材料仍然耐用,這是成果的第一步,”他說,“更棒的是,我們甚至能做到接近氟基聚合物的疏油程度,這將是一個巨大的突破!”
但吉爾菲斯教授對這項研究的成果沒有那么激動。他笑著說,“我沒有想過要宣告勝利,但我相信我們是第一個證實了非氟基聚合物是可以作疏油涂料的,并且這些涂層足夠抵抗植物油、橄欖油和其他油漬的污漬。”
“在工業應用方面我們做得還不夠,”吉爾菲斯教授補充道,“但我們相信,我們已經有了一個開端,將會有更多的工作機會在等著我們。”
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責任編輯:劉洋
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