中科院研发一步法涂层技术使织物耐数万次摩擦

开发具备高耐久性的防水纺织品对于户外装备、防护材料及工业应用至关重要，但如何在机械应力下实现长效防水一直是行业难题。近日，中国科学院理化技术研究所董志超教授团队提出了一种名为mars（分子组装鲁棒超疏水壳层）的一步法制备策略，成功制备出在恶劣条件下仍具备稳定机械性能的超疏水织物。相关研究成果已于3月20日发表在《自然·通讯》期刊上。

传统超疏水织物通常依赖昂贵的纳米填料和有毒化学试剂制备，而市面主流的防水纺织品则主要依赖含氟化学品。然而，含氟化合物因环境危害问题，正面临欧盟、美国等多个国家自2026年起实施的禁令。此外，传统超疏水层结构脆弱，在摩擦、洗涤或极端环境暴露下极易脱落，导致防水性能迅速失效。

针对上述局限，研究团队设计的mars策略能够在单根纤维表面直接构建坚固的超疏水壳层。该处理不仅适用于多种天然和合成纤维，且在将处理后的纤维进一步加工成针织或机织面料后，仍能保持优异的疏水性能。这种从单纤维到成品的全链条稳定性，为工业化应用奠定了基础。

研究团队在严苛条件下系统评估了mars处理织物的稳定性。在长时间雨滴冲击和高速液滴冲击测试中，织物始终保持超疏水状态。在标准的耐磨测试（如martindale和taber测试）中，经过数万次摩擦循环后，织物依然维持超疏水性能。此外，通过模拟背包肩带摩擦、拉伸循环、刷洗、胶带剥离以及跑步行走等实际活动，其耐久性得到了进一步验证。

该超疏水织物还展现出广泛的环境耐受性。在极端高温（160°c蒸汽环境）和极低温（-196°c液氮环境）下，织物均能保持稳定的超疏水性能。实验结果同时证实，该改性工艺未破坏织物原有的透气性、透湿性、柔软度和拉伸强度，确保了穿着舒适度。这种超疏水功能性与穿着舒适性的平衡，是超疏水织物走向实际应用的关键突破。

mars技术为下一代兼具可持续性与高性能的防水织物铺平了道路，将在户外、防护、医疗及工业领域发挥重要作用。这一技术路线不仅规避了含氟化学品的环境风险，更通过一步法工艺降低了生产成本，为纺织行业绿色转型提供了新的技术范式。

国内纺织企业可关注此类从材料微观结构入手的创新路径，将超疏水技术与现有纺纱织造工艺深度融合，开发具备自清洁、防污、防冰等功能的智能纺织品，提升产品附加值并响应全球绿色供应链要求。