MIT團隊設計出的這種材料，真的一滴水都透不過去

從雨衣到軍用帳篷，防水織物已經在我們的生活中得到了廣泛的應用。但是，傳統的防水涂料一旦進入環境中，常常會因為食物鏈中的生物放大效應而在我們身體中積累，隱患重重。這也亟待研究人員找到更安全的替代品。

最近，麻省理工學院的克里帕·瓦蘭納西和 卡倫·格里森教授團隊已經開發出一種新型的材料，可為天然織物（如棉花和絲綢）提供防水性能，并比現有的涂料更加有效。這一研究成果在 6 月 29 日發表在 Advanced Functional Materials 雜志上。

麻省理工學院機械工程副教授瓦蘭納西說，“目前大多數‘防水織物實際上只是拒水，如果你將雨水滴在織物上，最終這些水還是會穿過織物。”最終，僅僅是織物本身沒有濕，但水還是透過去了。而新的材料則更接近真正的防水目標。

鑒于這些長鏈聚合物涂料在環境中的遷移和轉化特點及在生物體內的累積，美國國家環境保護局（EPA）正在修訂行業標準相關法規規定。“這些物質在環境中廣泛存在，且很難降解。”瓦蘭納西說。

目前，用于制造防水織物的涂料常用全氟化側鏈的聚合物組成。問題在于，與已經過研究的長鏈聚合物不同，這些短鏈聚合物不具有與長鏈聚合物類似的疏水效應?，F有的涂料另一個問題是這些涂料一般是基于液體的，所以織物必須進入液體中然后再進行干燥處理。瓦蘭納西表示，這樣的流程往往會導致織物的毛孔被堵塞，所以織物無法像他們研究中那樣呼吸，因此傳統工藝還需第二個步驟，這一步驟中，空氣吹過織物重新打開這些孔，這就增加了制造成本并降低了一些拒水性能。

研究表明，具有少于 八個全氟烴基團的聚合物不會在環境中持久存在，且其生物積累幾乎與 9 個或更多氟的聚合物相同。

瓦蘭納西表示，在這項研究中他們將兩者結合起來：一種短鏈聚合物，它本身具有一些疏水性質，通過一些額外的化學處理將這一疏水性質加強;這一功能加強的實現，是麻省理工學院亞歷山大和邁克爾·卡塞爾化學工程教授和副教務長格里森及其合作人員通過近年來開發的引發化學氣相沉積（initiated chemical vapor deposition，iCVD）工藝完成的。

使用這種不涉及任何液體并能在低溫下完成的 iCVD 工藝， 可生成非常薄且均勻的涂層，這一涂層會與纖維的紋理保持一致而不會導致孔隙堵塞，進而省去了打開毛孔的步驟。同時，這一工藝也可通過添加額外的步驟來進行表面噴砂處理，以進一步提高防水性能。

瓦蘭納西說，該工藝適用于許多不同的織物，包括棉、尼龍和亞麻，甚至在紙張等非織物材料上也有潛在的應用。這一工藝已經通過不同類型的織物以及織物不同編織圖案的測試，以及一系列實驗室測試，包括工業使用的標準雨水測試。處理后的織物不僅通過了水測試，還通過了如咖啡、番茄醬、氫氧化鈉及各種酸堿等液體的測試，并表現出良好的性能。

同時，這一涂料經過反復洗滌后并沒有降解，且已通過了嚴格的磨損測試，在重復 1 萬次的磨損后涂層仍未損壞，而最終，在嚴重磨損的情況下，纖維被破壞，但涂層仍舊良好。

（摘自美《深科技》）（編輯/華生）