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《ACS Nano》:實現單向(xiàng)妹場導濕功能(néng)多孔膜的再創新
發(fā)布日期:2020-06-18 浏覽次數:1236

以前,人們都(dōu)喜歡用棉做服錢運動服的原料,因為棉纖維的吸濕性能(néng)強,但其保水性也很強,導緻織影從物很難在吸濕後(hòu)快速幹燥,當人體汗們短液分泌過(guò)多時(shí),就(jiù)會(huì市算)産生黏濕或悶熱感,導緻穿著(zhe)不舒适。近年來,市場對(d作醫uì)吸濕排汗紡織品的需求愈發(fā)強烈,引起(qǐ)了相關研究者的關文相注。



在自然界中,許多生物體能(néng)實現液體的定向(xiàng)運輸,研究中從者也基于仿生原理設計了很多可實現液體定向(xiàng)運輸的厭暗功能(néng)材料,但是大量研究表明,在液體定向(xiàng)運輸領笑那域仍然存在兩(liǎng)大難題:

(1)多層多孔結構材料機械性能(néng)差且不穩定,容易發(fā)生業生分層;

(2)對(duì)于親—疏水雙面(miàn)膜,需要較大的初始驅動壓力上子并且液體容易發(fā)生堵塞;對(duì店秒)于單層的親水膜,很難操控液體的湖南運輸方向(xiàng)。


針對(duì)這(zhè)一系列問題,北京航空航天大學(xué)著兒的研究團隊設計并構築了一種(zhǒn票行g)超親水、自支撐的單層多孔聚醚砜(PES)膜,實現玩好了液體的定向(xiàng)運輸。通過(guò)采用相轉化法輛腦,改變乙醇/水的體積比,就(jiù)能訊通(néng)夠獲得具有不同運輸行為的多孔膜。




柔性多孔單層PES膜制備與表征


研究者首先通過(guò)相轉化法制備了不同孔隙尺寸的單層多孔膜,購知其中膜與玻璃基底接觸的I面(m煙下iàn)有較大的孔,II面(miàn)則形成(chéng)較小的孔隙。通過低開(guò)調控乙醇/水的體積比,可就山以獲得孔隙從微米到(dào)納米尺度可調控的單層膜。當乙醇與水體志下積比為7:3時(shí),制備的多孔膜厚度約為38 μm老地,在室溫甚至液氮環境中都(dōu)雪會具有優異的柔韌性。


水滴在多孔PES膜上的運輸行為


當液滴滴到(dào)該PES嗎開單層膜上時(shí),液體從II面(miàn)逐漸滲透到(東市dào)I面(miàn),實現克服重力店船條件下液體的定向(xiàng)運輸,此單層膜的“單向(xiàng)導濕”行為下數适用于不同pH值(1~14)的液體。


液滴在膜表面(miàn)動态浸潤狀态


液滴在膜不同表面(miàn)的動态浸潤狀态藍對也有所不同。液滴迅速在I面(miàn)鋪展,在II面(miàn)能(néng我放)滲透到(dào)I面(miàn分低),并且鋪展面(miàn)積相對嗎術(duì)較小。這(zhè)種(zhǒng)現象主要是由膜表面(miàn)孔藍土隙尺寸大小不同造成(chéng)的。


多孔PES單層膜克服重力的液體定向(xiàng)運輸行為


基于PES單層膜的低壓液體定向(xiàng)運輸行為,汗液報拍可以快速導出,從而避免因為出汗木慢而産生的黏濕和過(guò)冷的感覺。相比于傳統的棉紡織品,此單中們層膜具有低粘附力和快速導汗能(néng)力,并且可我話以反複多次使用,具有優異的穩定性。

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