近日，江南大學紡織科學與工程學院/針織技術(shù)教育部工程研究中心蔣高明教授團隊在綜合性國際期刊《Exploration》上在線發(fā)表題為“Bioinspired Asymmetrical Pleated Textile with Unidirectional Transport Channel for Personal Moisture and Thermal Management”的期刊論文。
江南大學針織中心2022級碩士研究生葛美彤為論文第一作者；江南大學針織中心董智佳副教授、江南大學針織中心馬丕波教授與武漢紡織大學陳鳳翔教授為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、湖北省自然科學基金、江蘇省研究生研究與與實踐創(chuàng)新計劃以及中國紡織工業(yè)聯(lián)合會應用基礎(chǔ)研究基金等項目資助。論文鏈接為https://doi.org/10.1002/EXP.20240357
文章概述
具有動態(tài)水分管理功能的紡織品在維持人體舒適度方面?zhèn)涫荜P(guān)注。汗液蒸發(fā)已成為人體熱濕管理的有效途徑之一，通過迅速導汗降低皮膚溫度為人體創(chuàng)造適宜的微氣候環(huán)境。但傳統(tǒng)服裝面料在吸汗飽和后易導致悶濕寒冷等不適感。此外，此類面料均為平面單一結(jié)構(gòu)，對外部液體的滲透和吸收防護能力不足。因此，迫切需要開發(fā)新一代具備定向排汗及抗反滲的水分管理織物。
本研究受仙人掌褶皺表面的啟發(fā)，結(jié)合仙人掌折疊結(jié)構(gòu)與差動毛細效應，通過針織技術(shù)開發(fā)了具備汗液單向傳輸功能的非對稱褶皺結(jié)構(gòu)織物，選擇性在織物前后表面噴涂聚二甲基硅氧烷（PDMS）與氧化鋅（ZnO）使得面料具備抗反滲能力。
該創(chuàng)新紡織品能實現(xiàn)快速水分傳輸（<1秒）能力，并獲得高達499.57%的累積單向傳輸指數(shù)（AOTI）。該不對稱褶裥結(jié)構(gòu)織物成功整合拒水、集水與定向輸水功能于一體，為人體舒適度管理提供了突破性解決方案。其構(gòu)建策略在霧氣收集、柔性微流控及油水分離等領(lǐng)域具有重要應用前景。
圖文導讀
圖1. 嵌入單向水傳輸通道的非對稱褶皺結(jié)構(gòu)紡織品示意圖和制備過程
圖2. 織物的液體管理特性
圖3. 水分傳輸機制
圖4. 水分傳輸模擬與驗證
圖6. 織物的熱管理、抗菌性能和透氣性