近日，江南大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院/針織技術(shù)教育部工程研究中心蔣高明教授研究團(tuán)隊利用針織技術(shù)，以超細(xì)纖維滌綸、普通疏水滌綸、短纖紗等為原料，生產(chǎn)出了一種具有汗液管理功能的“類皮膚”針織物，這種創(chuàng)新的設(shè)計方在個人汗液管理方面表現(xiàn)出出色的能力，并實現(xiàn)了大規(guī)模制造，平衡了功能與生產(chǎn)。這種定向自泵送織物不僅可以應(yīng)用于功能性服裝，在流體監(jiān)測、傷口敷料等領(lǐng)域也有應(yīng)用前景。相關(guān)成果以“Large-scale Production of a “Skin-Like” Self-Pumping Fabric for Personal Sweat Management”為論文標(biāo)題在線發(fā)表在期刊《Chemical Engineering Journal》（IF=15.1）。江南大學(xué)針織中心2022級碩士研究生葛美彤為論文第一作者，江南大學(xué)蔣高明教授團(tuán)隊馬丕波教授、董智佳副教授及武漢紡織大學(xué)陳鳳翔教授為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金（11972172）、江蘇省研究生科研實踐創(chuàng)新計劃項目（1065212032220020）、無錫市衛(wèi)生局重點科研研究計劃項目（Z202219）的資金支持。國家自然科學(xué)基金（No. 11972172，No. 52373085，No.61902150），湖北省自然科學(xué)基金（No. 2023AFB828），湖北省自然科學(xué)基金創(chuàng)新團(tuán)隊項目（No. 2023AFA027），武漢紡織大學(xué)數(shù)字化紡織設(shè)備湖北省重點實驗室開放基（No.DTL 2023022），國家紡織先進(jìn)加工與清潔生產(chǎn)地方聯(lián)合實驗室（No.17），江蘇省研究生科研與實踐創(chuàng)新計劃項目（KYCX24_2557）等項目資助。論文全文鏈接為：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894724045868
文章概述
暴露在高溫環(huán)境中的個人越來越容易患與熱有關(guān)的疾病，因此，具有汗液管理能力的功能性服裝越來越受到重視。為個人汗液管理而設(shè)計的織物能夠有效且及時地將汗液從皮膚上運(yùn)走，從而增強(qiáng)熱舒適性同時節(jié)約能源。然而，這些功能性服裝的制造過程需要復(fù)雜的物理和化學(xué)改性，導(dǎo)致耐久性差且對大規(guī)模生產(chǎn)的適用性有限。本文受皮膚毛孔單向排汗的啟發(fā)，提出了一種“類皮膚”自泵送織物（SPBF），由配置在雙層針織物上的疏水聚酯線圈和親水性超細(xì)纖維聚酯線圈組成。這種構(gòu)造允許從皮膚單向芯吸汗液。當(dāng)氨綸長絲引入滌綸織物時，累積單向傳輸指數(shù)增加到717.18%，大于原始滌綸織物的累積單向傳輸指數(shù)（393.71%）。這種特殊的性能是通過在微纖維聚酯和普通疏水聚酯的主要組合中產(chǎn)生不同的毛細(xì)管效應(yīng)來實現(xiàn)的。除了功能性服裝外，這種“類皮膚”自泵送織物在各種應(yīng)用中具有巨大潛力，包括工業(yè)用紡織品、醫(yī)用傷口敷料、巖土工程和設(shè)備隔膜。
圖文導(dǎo)讀
圖1 (a)SPBF的3D建模圖。(b)的SPBF的實物圖。(c-d) P1 (c)和P1S (d)的疏水側(cè)和親水側(cè)的SEM圖像。
圖2 (a)樣品的厚度和重量。(b)樣品的透氣性。(c)樣品的透濕性。(d)樣品的水分蒸發(fā)速率。
圖3 (a) 織物P1和P1S上鋪展10 s、30 s和60 s后液體的面積和陰影深度。(b) 樣品的累積單向傳輸指數(shù)。(c) 在50個循環(huán)中相對于初始AOTI值的變化率。(d) P1和P1S在家庭洗衣測試150分鐘前后的AOTI。(e) 潤濕織物附著力測試。(f) 沿SPBF垂直方向的單向液體傳輸示意圖，包括傳導(dǎo)、吸收和蒸發(fā)。
圖4 (a) 實驗裝置示意圖。(b-c) 兩側(cè)含水量的曲線，以及織物P1和P1S的導(dǎo)水過程。(d-e) 兩側(cè)含水量的曲線，以及織物P1（反向）和P1S（反向）的導(dǎo)水過程。
圖5 (a) 樣品的保溫率。(b-c) P1和P1S的疏水側(cè)和親水側(cè)之間的溫差。(d) 紅外熱像儀的攝影流程圖和織物P1、P1S的紅外熱像照片。(e) 綜合評價后的等權(quán)重關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度。
圖6 SPBF的可能應(yīng)用，涉及功能性服裝、醫(yī)用紡織品和產(chǎn)業(yè)用紡織品。
