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  自然界中存在許多神奇的現(xiàn)象，如荷葉表面水滴呈球狀滾動(dòng)，水黽在水面可以輕松滑行，鯽魚魚鱗水下可防油污等，這些現(xiàn)象是由于生物的獨(dú)特超潤濕結(jié)構(gòu)使其獲得了超疏水、自清潔、防污染等能力。研究者對這些生物結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，開發(fā)出許多制備超疏水表面的方法，應(yīng)用在生活的各個(gè)領(lǐng)域。隨著研究的不斷深入，超疏水織物以其廣泛的應(yīng)用前景備受研究者的關(guān)注，報(bào)道了許多超疏水織物方面的工作。但是，這些超疏水織物的制備往往要使用有機(jī)溶劑，甚至含氟材料，所需溶劑量大，不僅成本高，而且污染嚴(yán)重。因此，亟需開發(fā)一種無毒、環(huán)保、高效低耗、工藝簡單的超疏水織物制備方法。

  鑒于此，福州大學(xué)石油化工學(xué)院賴躍坤教授課題組開發(fā)了一種基于泡沫整理的超疏水織物制備方法，該方法以水為溶劑，不使用任何有機(jī)溶劑或含氟材料，具有操作簡單、疏水性優(yōu)異、高效低耗、無毒環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。還可快速制備多功能超疏水織物，如Janus織物、疏水圖案織物等。

  實(shí)驗(yàn)以PDMS為疏水劑，通過對疏水整理液機(jī)械攪拌，使其均勻分散與發(fā)泡，再用產(chǎn)生的泡沫對織物進(jìn)行疏水整理，干燥后獲得超疏水織物（圖1）。

圖1 超疏水織物制備過程示意圖

  該超疏水織物整理方法基于泡沫整理技術(shù)，整理過程中織物帶液率低，節(jié)約整理液，提高整理液有效使用率。通過對比不同整理方法（相同整理液與相同面積整理織物），該方法在相同整理?xiàng)l件下，消耗整理液重量最小，整理效果最好，疏水性最佳。同時(shí)，該疏水整理方法對織物的透氣率影響最小。（圖2）

圖2 不同整理方法的對比與超疏水織物疏水性能展示

  此外，探究了該方法在制備雙面異色超疏水織物、超疏水圖案織物以及Janus織物上的應(yīng)用。其中，所制備的Janus織物一面表現(xiàn)超疏水性，一面表現(xiàn)親水性，基于其不對稱潤濕性，Janus織物具有良好的單向水輸送能力，可實(shí)現(xiàn)水從超疏水側(cè)向親水側(cè)單向輸送（圖3）。并對Janus織物的單向水輸送機(jī)理進(jìn)行了討論（圖4）。

圖3 Janus織物的單向水輸送功能展示

圖4 Janus織物單向水輸送機(jī)理討論

  相關(guān)工作以“An effective and low-consumption foam finishing strategy for robust functional fabrics with on-demand special wettability”為題發(fā)表在Chemical Engineering Journal（2021, 426, 131245. DOI:10.1016/j.cej.2021.131245）。論文第一作者為福州大學(xué)石油化工學(xué)院研究生謝孝文，通訊作者為賴躍坤教授。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131245

  賴躍坤課題組成果：https://yklai.fzu.edu.cn/html/cgjs/1.html