福州大学赖跃坤教授课题组《Chem. Eng. J.》：高效低耗疏水整理单向导水织物

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自然界中存在许多神奇的现象，如荷叶表面水滴呈球状滚动，水黾在水面可以轻松滑行，鲫鱼鱼鳞水下可防油污等，这些现象是由于生物的独特超润湿结构使其获得了超疏水、自清洁、防污染等能力。研究者对这些生物结构进行研究，开发出许多制备超疏水表面的方法，应用在生活的各个领域。随着研究的不断深入，超疏水织物以其广泛的应用前景备受研究者的关注，报道了许多超疏水织物方面的工作。但是，这些超疏水织物的制备往往要使用有机溶剂，甚至含氟材料，所需溶剂量大，不仅成本高，而且污染严重。因此，亟需开发一种无毒、环保、高效低耗、工艺简单的超疏水织物制备方法。

鉴于此，福州大学石油化工学院赖跃坤教授课题组开发了一种基于泡沫整理的超疏水织物制备方法，该方法以水为溶剂，不使用任何有机溶剂或含氟材料，具有操作简单、疏水性优异、高效低耗、无毒环保等优点。还可快速制备多功能超疏水织物，如Janus织物、疏水图案织物等。

实验以PDMS为疏水剂，通过对疏水整理液机械搅拌，使其均匀分散与发泡，再用产生的泡沫对织物进行疏水整理，干燥后获得超疏水织物（图1）。

图1 超疏水织物制备过程示意图

该超疏水织物整理方法基于泡沫整理技术，整理过程中织物带液率低，节约整理液，提高整理液有效使用率。通过对比不同整理方法（相同整理液与相同面积整理织物），该方法在相同整理条件下，消耗整理液重量最小，整理效果最好，疏水性最佳。同时，该疏水整理方法对织物的透气率影响最小。（图2）

图2 不同整理方法的对比与超疏水织物疏水性能展示

此外，探究了该方法在制备双面异色超疏水织物、超疏水图案织物以及Janus织物上的应用。其中，所制备的Janus织物一面表现超疏水性，一面表现亲水性，基于其不对称润湿性，Janus织物具有良好的单向水输送能力，可实现水从超疏水侧向亲水侧单向输送（图3）。并对Janus织物的单向水输送机理进行了讨论（图4）。

图3 Janus织物的单向水输送功能展示

图4 Janus织物单向水输送机理讨论

相关工作以“An effective and low-consumption foam finishing strategy for robust functional fabrics with on-demand special wettability”为题发表在Chemical Engineering Journal（2021, 426, 131245. DOI:10.1016/j.cej.2021.131245）。论文第一作者为福州大学石油化工学院研究生谢孝文，通讯作者为赖跃坤教授。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131245

赖跃坤课题组成果：

https://yklai.fzu.edu.cn/html/cgjs/1.html

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