Наступило лето, а это часто означает долгие, ленивые дни на пляже, катание на водных лыжах и плавание. Спасательные жилеты и купальные костюмы являются необходимым снаряжением для этих занятий, но если их тщательно не высушить, то они могут приобрести неприятный затхлый запах. Теперь исследователи, представившие результаты в журнале ACS Applied Materials Interfaces, разработали одноэтапный метод создания плавучей хлопчатобумажной ткани для этих целей, которая также является масло- и водоотталкивающей.
Водонепроницаемые и маслостойкие ткани пользуются большим спросом при занятиях водным спортом, поскольку они обладают низким сопротивлением и самоочищающимися свойствами. Хотя хлопок и является популярной тканью, он гидрофилен, поэтому большинство жидкостей и грязи могут легко его испортить. Чтобы повысить непроницаемость хлопка, предыдущие исследователи разработали суперамфифобные покрытия, обладающие исключительными водо- и маслоотталкивающими свойствами. Однако из-за того, что нанесение таких покрытий требовало много времени, они были непрактичны для крупномасштабного производства. Другие специалисты включали в свои составы наночастицы, но при этом возникали опасения, что эти частицы могут отслаиваться и наносить вред окружающей среде. Сяо Гун и Синьтин Хань хотели разработать простой способ нанесения покрытия на хлопчатобумажную ткань, чтобы оно обладало превосходными жидкостно-отталкивающими свойствами и выдерживало различные испытания.
Исследователи оптимизировали одностадийный процесс получения жидкостойкого покрытия путем смешивания гидрохлорида допамина, 3-аминопропилтриэтоксисилана и 1H,1H,2H,2H-перфтордецилтриэтоксисилана с куском хлопчатобумажной ткани в течение 24 часов. Трехкомпонентный раствор образовал на ткани равномерное темно-коричневое покрытие. В ходе испытаний обработанный хлопок оказался непроницаемым для многих распространенных жидкостей. Новый раствор покрыл и внутренние волокна хлопка, сделав их также устойчивыми к воздействию жидкости. В других испытаниях только сильная кислота и многократные стирки снижали водо- и маслостойкость материала соответственно. Обработанная ткань, испачканная мелким песком, легко очищалась водой, в то время как контрольный вариант только смачивался водой. Наконец, материал оставался на плаву при весе, в 35 раз превышающем его вес, благодаря наноразмерным воздушным карманам, образовавшимся в местах прикрепления покрытия к ткани, поясняют исследователи. По их словам, созданная ими прочная хлопчатобумажная ткань имеет большой потенциал для применения в тех областях, где важны снижение сопротивления и повышение плавучести, в том числе в купальниках и спасательных жилетах.
Ссылка: «In Situ, One-Pot Method to Prepare Robust Superamphiphobic Cotton Fabrics for High Buoyancy and Good Antifouling» by Xinting Han and Xiao Gong, 22 June 2021, ACS Applied Materials Interfaces . DOI: 10.1021/acsami.1c08844
Авторы выражают благодарность за финансирование Национальному фонду естественных наук Китая и проекту открытия государственной ключевой лаборатории по разработке полимерных материалов (Сычуаньский университет).
Американское химическое общество (ACS) — это некоммерческая организация, учрежденная Конгрессом США. Миссия ACS заключается в развитии химической промышленности и ее практиков на благо Земли и всех ее жителей. Общество является мировым лидером в продвижении передового опыта в области естественно-научного образования и предоставлении доступа к информации и исследованиям в области химии через свои многочисленные исследовательские решения, рецензируемые журналы, научные конференции, электронные книги и еженедельное новостное периодическое издание Chemical Engineering News. Журналы ACS являются одними из наиболее цитируемых, наиболее надежных и наиболее читаемых в научной литературе, однако сама ACS не проводит химических исследований. Являясь лидером в области научных информационных решений, подразделение CAS сотрудничает с мировыми новаторами для ускорения прорывов путем сбора, объединения и анализа мировых научных знаний. Основные офисы ACS расположены в Вашингтоне (округ Колумбия) и Колумбусе (штат Огайо).
