一种仿树叶气孔的高透湿织物
发布时间：2023/7/27 13:06:37 点击数：
随着人们穿着观念的改变，对于服装而言不仅要求其美观，更需要其具有舒适的穿着体验，尤其是对于运动爱好者以及军人、户外作业人员等，更加需要湿度可调节的导湿排汗类服装。因此，湿度敏感类纺织服装功能性的提高对于智能热湿管理纺织品的研发意义重大。
一般情况下，纤维吸湿会溶胀，导致织物的孔隙率减小，吸湿透气性变差。为了满足穿着者的热湿舒适性，研究者更希望能够出现相反的情况，即织物在潮湿或出汗条件下能增大孔径以增强通风和冷却效果，而在寒冷或干燥的条件下能减小孔径以保留热量。
近期，香港理工大学和美国康奈尔大学的研究人员报道了一种由聚丙烯酰胺多层水凝胶构建的人工气孔式织物，其人工气孔（织物狭缝或孔）在潮湿条件下能自动打开，而在干燥条件下能自动关闭，实现了织物吸湿开孔的非常规响应，使得织物的透湿性提高50%以上。这种湿敏织物可以直接应用于运动服等智能服装领域，也可以扩展到生物医用等其他领域。
基于自然界中树叶气孔的开放及闭合现象，研究人员采用两种不同交联程度的水响应性聚丙烯酰胺（PAAm）水凝胶，在织物切缝（即狭缝或孔）边缘创建了人工“保卫细胞”，其内层由高度交联、低溶胀的水凝胶组成，外层由低度交联、高溶胀的水凝胶组成。由于外层水凝胶在潮湿时比内层水凝胶的膨胀高100倍，因此其能够随着周围湿度的增大向外弯曲以打开织物中的狭缝。
在实际操作中，研究人员通过光聚合将三层PAAm水凝胶涂敷在经过光引发剂预处理的锦纶针织物上和经过预模板构建的窗口区域。水凝胶交联固化后，在内层水凝胶的中心位置切开一条9mm的狭缝，创建人工气孔。
通过对人工气孔的性能研究发现，当其与水接触10min后，织物气孔窗口的狭缝张开，干燥1h后，狭缝闭合，且与原始尺寸相似。人工气孔的开闭行为在20次干湿交替循环和近1年的存放中变化很小，耐久性良好。特别是该织物气孔对人造汗液的响应与纯水相似。通过水蒸气透过率（WVTR）对比实验发现，带有水凝胶涂层和狭缝的织物样品与其他普通样品相比，表现出最高的蒸汽透过率，比在干燥条件下高出56%。（纺织导报）
一般情况下，纤维吸湿会溶胀，导致织物的孔隙率减小，吸湿透气性变差。为了满足穿着者的热湿舒适性，研究者更希望能够出现相反的情况，即织物在潮湿或出汗条件下能增大孔径以增强通风和冷却效果，而在寒冷或干燥的条件下能减小孔径以保留热量。
近期，香港理工大学和美国康奈尔大学的研究人员报道了一种由聚丙烯酰胺多层水凝胶构建的人工气孔式织物，其人工气孔（织物狭缝或孔）在潮湿条件下能自动打开，而在干燥条件下能自动关闭，实现了织物吸湿开孔的非常规响应，使得织物的透湿性提高50%以上。这种湿敏织物可以直接应用于运动服等智能服装领域，也可以扩展到生物医用等其他领域。
基于自然界中树叶气孔的开放及闭合现象，研究人员采用两种不同交联程度的水响应性聚丙烯酰胺（PAAm）水凝胶，在织物切缝（即狭缝或孔）边缘创建了人工“保卫细胞”，其内层由高度交联、低溶胀的水凝胶组成，外层由低度交联、高溶胀的水凝胶组成。由于外层水凝胶在潮湿时比内层水凝胶的膨胀高100倍，因此其能够随着周围湿度的增大向外弯曲以打开织物中的狭缝。
在实际操作中，研究人员通过光聚合将三层PAAm水凝胶涂敷在经过光引发剂预处理的锦纶针织物上和经过预模板构建的窗口区域。水凝胶交联固化后，在内层水凝胶的中心位置切开一条9mm的狭缝，创建人工气孔。
通过对人工气孔的性能研究发现，当其与水接触10min后，织物气孔窗口的狭缝张开，干燥1h后，狭缝闭合，且与原始尺寸相似。人工气孔的开闭行为在20次干湿交替循环和近1年的存放中变化很小，耐久性良好。特别是该织物气孔对人造汗液的响应与纯水相似。通过水蒸气透过率（WVTR）对比实验发现，带有水凝胶涂层和狭缝的织物样品与其他普通样品相比，表现出最高的蒸汽透过率，比在干燥条件下高出56%。（纺织导报）
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