作者:陆成宽 来源:科技日报 发布时间:2026/3/23 21:06:15
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受弹尾虫启发 我国科学家研发出无氟超疏水织物

 

户外突遇暴雨,衣服湿透贴身;咖啡不慎打翻,顷刻浸染衣衫。这些因纺织品防水性能不足带来的尴尬,或将很快成为过去。记者23日从中国科学院理化技术研究所获悉,受自然界弹尾虫启发,该所董智超研究员团队在超疏水材料领域取得重要突破,研发出分子组装耐用超疏水壳(MARS)技术,并成功制备出无氟超疏水织物,为下一代防水面料开辟了新路径。

如今,户外、防护、医疗及工业等领域对稳定防水纺织品的需求日益迫切。然而,传统防水涂层多依赖纳米颗粒或含氟化合物,不仅易在磨损和恶劣环境中脱落降解,还面临日趋严格的环保监管。

针对这一痛点,团队将目光投向一种生活在潮湿泥土中的微小生物——弹尾虫。这种经过约4亿年演化的小生物,体表拥有由微型蘑菇状结构和纳米级脊线组成的特殊表皮,犹如一件天然“防水盔甲”,使其能在水面跳跃而不被沾湿。

受此启发,研究人员研发出MARS技术,在单根纱线纤维表面一步构建起有序、共价键合且不含氟的烷基覆盖二氧化硅壳层。不同于普通涂层,MARS与纤维“长在一起”,形成永久化学键合,既保留织物的透气、柔软和原本色泽,又赋予其卓越拒水性能。

在极端条件的系统测试中,MARS织物表现十分抢眼。液滴以2.4米/秒速度连续撞击同一点8万次,织物完好如初;速度提升至11.6米/秒——接近百米冲刺的极速——防水性能依旧稳定。经20次标准洗涤,防水等级仍保持在行业顶级4.5级。

除了高速冲击与反复洗涤,它在温度和磨损上的耐受力同样出色。刚煮沸的开水、高压咖啡机喷射,甚至160℃高温熨烫,都未能破坏其超疏水状态。在95℃热水与-196℃液氮的冷热骤变循环下,性能依旧坚挺。机械测试中,它扛住了布料间8万次摩擦、砂轮2万次磨耗、640斤落沙4米/秒冲击,以及2万次反复拉伸。

董智超表示,MARS技术将仿生智慧与可规模化的制备工艺结合,既克服了传统涂层机械脆弱的短板,又规避了含氟化合物带来的环保风险。未来,这种不怕洗、不怕磨、又透气的防水织物,有望在户外运动装备、医疗防护服以及多种工业面料中大显身手。

(中国科学院理化技术研究所供图)

 
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