取兩片未經(jīng)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)驗(yàn)由材料科學(xué)與工程系的伊曼紐爾.吉爾菲斯教授和纖維科學(xué)與服裝設(shè)計(jì)系的范金德教授共同完成。圖片由耿庚奇提供。
設(shè)想一個(gè)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(shí)你將慶幸衣服的耐油性不錯(cuò)。
耐油性被廣泛應(yīng)用于紡織品。然而,耐油也是有代價(jià)的。大多數(shù)情況下,紡織品采用氟基涂料作耐油涂層,但這種涂料會(huì)分解出溫室氣體氯氟烴,對(duì)環(huán)境造成破壞。
如今,情況可能有所改善,康奈爾大學(xué)與工程大學(xué)材料科學(xué)與工程系的伊曼紐爾.吉爾菲斯教授和人類生態(tài)大學(xué)纖維科學(xué)與服裝設(shè)計(jì)系的范金德教授進(jìn)行跨校合作,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)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(jīng)向技術(shù)許可中心(CTL)提交了該材料的專利申請(qǐng)。
他們的合作可以追溯到幾年前的一個(gè)研討會(huì)上。在那次研討會(huì)上,吉爾菲斯教授和他的團(tuán)隊(duì)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(bào)后立即邀請(qǐng)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(yīng)用在紡織品上。
吉爾菲斯教授說,“這次合作對(duì)康奈爾大學(xué)而言是個(gè)很成功的例子。”據(jù)吉爾菲斯教授稱,CTL的臨時(shí)專利已被存檔。
范教授也對(duì)他們的合作關(guān)系非常滿意,他說,“工程師們一般都不會(huì)想到把自己的專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到時(shí)尚界。但大多數(shù)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(yōu)秀并且可以帶來很多絕妙的點(diǎn)子。但在過去,他們也許并沒有想要入駐紡織業(yè)和時(shí)尚界,盡管這是一個(gè)3萬億的產(chǎn)業(yè)。”
達(dá)成共識(shí)后,他們與服飾制造商合作,試圖創(chuàng)造出一種可以使織物更透氣的聚合物,這是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。但吉爾菲斯教授表示,他們沿著這條路線已經(jīng)取得了良好進(jìn)展。
“合作的服飾制造商對(duì)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(bǔ)充到,“那是一種非常特別的化學(xué)物質(zhì),在此之前我們從未做過相關(guān)研究,但是康奈爾大學(xué)是個(gè)很棒的地方,我們有優(yōu)秀的學(xué)生和博士后可以迎接這些挑戰(zhàn),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(xué)物品與材料粗糙表面相結(jié)合,產(chǎn)生小氣泡,使材料表面流體的表面張力變大,當(dāng)表面張力足夠高時(shí),流體將會(huì)在纖維上滾動(dòng)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(jié)構(gòu),而耿庚奇對(duì)粗糙度的應(yīng)用恰好與此有異曲同工之妙。
范教授已經(jīng)用表面張力較低的礦物油做了測試,他對(duì)該材料的早期實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常滿意。“我們發(fā)現(xiàn)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(gè)巨大的突破!”
但吉爾菲斯教授對(duì)這項(xiàng)研究的成果沒有那么激動(dòng)。他笑著說,“我沒有想過要宣告勝利,但我相信我們是第一個(gè)證實(shí)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(yè)應(yīng)用方面我們做得還不夠,”吉爾菲斯教授補(bǔ)充道,“但我們相信,我們已經(jīng)有了一個(gè)開端,將會(huì)有更多的工作機(jī)會(huì)在等著我們。”
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