設想一下，當你穿著沖鋒衣在山上攀登，享受運動的同時還能夠保持肌膚的干爽，那么快樂的感覺會不會加倍？答案是肯定的。
現在，這種加倍的快樂或許即將成為現實。東華大學俞建勇院士團隊丁彬研究員、張世超研究員等人基于調控帶電液體的噴射和相分離，開發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提供了新思路。該研究成果日前發表在國際期刊《先進材料》上。
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丁彬表示，納米織物是由納米級纖維組成的織物，具有一些獨特的納米性能。在這項研究中，研究團隊開發出了直徑約20納米的纖維，并將該納米纖維制成了納米織物。
目前市場上高端的防水透濕膜面料主要是PTFE防水透濕膜，已經廣泛應用在沖鋒衣、登山靴、防護服上。“然而這種面料兩側均是疏水的，人體產生的汗液易在面料內部凝結，產生悶熱感，穿起來也不是很舒適。”丁彬介紹，因此，團隊的設計思路就是將疏水微孔纖維膜和吸濕快干纖維膜復合，同時實現防水和排汗這兩個看似相悖的功能。
此次研發的納米織物有兩大特點。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78%，可以獲得防水性、透氣性以及熱濕舒適性等良好的應用性能。
其次是該納米織物采用類似于荷葉的疏水加親水雙層結構設計。織物表層是防水的面料，可以有效阻擋外部的液態水；內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，是衡量液體對材料表面潤濕性能的重要參數。接觸角越大，疏水性越強；接觸角越小，親水性越強。當水滴落在該納米織物表層面料上時，水接觸角為136.7°，展現出強大的疏水性；而當水滴落在內層面料上時，水接觸角在0.6秒內從18°迅速變為0°，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，在接觸摩擦過程中產生的電壓可減小水分子簇的尺寸，進而促進液態水的蒸發。結果表明，該納米織物的水分蒸發率幾乎是傳統棉織物的2.5倍。
此外，團隊還對該納米織物進行了熱成像測試，結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，展現出更好的熱濕舒適性。
近年來，研究團隊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、結構設計及技術應用方面取得了一系列進展。此次開發的納米織物是該團隊的最新研究成果，在許多領域具有一定的實用價值。
“我們開發的這種納米織物不僅可用于制作沖鋒衣、防護服、登山靴，還能用于醫用敷料、電子電器、建筑材料等多個領域。”丁彬告訴記者，近期所開發的納米織物的產業化制造研究正在進行中。
研究團隊還將導電金屬濺射到納米織物上，以構建電子皮膚。這使得面料可以在較大的壓力范圍內監測日常生活中的人體關節運動，還可用于生物力學能量的高效收集，并可作為可靠電源驅動低能耗電子設備。
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