Ткани, которые «умеют» противостоять воде, востребованы в самых разных областях, начиная от непромокаемой одежды – для работы и отдыха на природе, заканчивая тентами и палатками. Однако у популярных сегодня водоотталкивающих пропиток есть серьезные недостатки. Команда исследователей Массачусетского технологического университета (МТИ) предложила альтернативу существующим материалам, которая не только придает тканям, включая натуральные, способность не пропускать воду, но и делает это гораздо эффективней и экологичней.
«Большинство тканей, называемых водоотталкивающими, на деле скорее водостойкие, – говорит один из авторов исследования доктор Крипа Варанаси. – Попросту говоря, если вы стоите под дождем, в конце концов вы промокнете. А наша цель сделать материал таким, чтобы капли просто отскакивали. Новое покрытие близко к решению этой задачи».
Причины
Задуматься о разработках в области водостойкости тканей ученых заставили действия экологических регуляторов. Управление США по охране окружающей среды (EPA) намерено ввести постепенный запрет на популярные сегодня гидроизоляционные химикаты, которые имеют неприятное свойство не только накапливаться в окружающей среде, но и проникать в организм человека через кожу. Альтернатива от МТИ нетоксична для людей и безопасна для природы.
Что сейчас?
Стандартом индустрии несколько десятилетий являются водоотталкивающие покрытия на основе длинных полимеров с перфторированными боковыми цепями (перфторированные означает, что все атомы водорода замещены на атомы фтора – ред.). «Они повсюду, и они не являются легко разлагаемыми субстанциями», – рассказывает Варанаси. Еще одна проблема заключается в том, что нынешние пропитки жидкие, то есть ткань нужно погрузить в пропитывающий полимер, а после высушить. При этом поры перекрываются, и ткань перестает «дышать». Чтобы вернуть эту способность, ее продувают воздухом. В итоге процесс пропитки оказывается довольно затратным и приводит к потере части покрытия.
Новая технология
Полимеры из коротких цепочек, которые имеют до восьми перфторированных углеродных групп, в природе не накапливаются, но не так эффективно задерживают воду. Доктор Варанаси и его коллеги нашли способ усилить водоотталкивающие свойства коротких полимеров с помощью особой химической обработки, а дружественная группа Карен Глисон предложила технологию нанесения этого покрытия. Она называется «инициированное химическое осаждение из газовой фазы» (iCVD, initiated chemical vapor deposition). Процесс не связан с погружением в жидкость и проходит при низкой температуре. Тончайший слой полимера покрывает каждое волокно ткани и не закупоривает поры. Материал можно сделать ещё более влагостойким с помощью пескоструйной обработки.
Ткань, обработанная новым покрытием, отталкивает воду, соевый соус, кофе, соляную кислоту и натриевую щелочь.
Возможности
Новая технология подходит для разных видов тканей, включая хлопок, лен, нейлон и даже бумагу, отмечается в пресс-релизе МИТ. Любознательные ученые поливали ткани с покрытием не только водой, но и кофе, кетчупом, растворами кислот и щелочей. Все обработанные материалы показали исключительную влагостойкость не только при первом, но и при многих последующих контактах с агрессивной средой. Многократные стирки и проверка на истирание показали, что покрытие сохраняется даже после того, как начинают разрушаться волокна самой ткани.
Сейчас авторы исследования готовятся запатентовать изобретение, после чего новое покрытие может быть использовано в коммерческом производстве тканей и одежды.
