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  1991年，P. G. de Gennes在他諾貝爾演講上第一次采用古羅馬宗教傳說(shuō)里的“Janus”神，來(lái)描述具有非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的材料，即材料具有兩面相反性能。在紡織領(lǐng)域中，織物的吸水性和拒水性是一組完全相反的性能。紡織品的內(nèi)外層具有完全不同的性能叫做Janus或Asymmetric織物。Janus織物因其非對(duì)稱的潤(rùn)濕性能，而具有一面超疏水，一面超親水的獨(dú)特性能。在Janus 織物中因Laplace作用力的存在，織物具有像二極管一樣的功能，即“單向?qū)ǎ聪蚪刂埂薄?

  聚偏氟乙烯（PVDF）作為一種新型氟碳熱塑性材料，具有優(yōu)異的耐氣候性、抗紫外線和抗核輻射性；以及優(yōu)良的耐濕、防霉、防粘和防污染性等。因此，PVDF也成為世界上應(yīng)用范圍最廣的膜材料之一，廣泛應(yīng)用于航空航天、信息處理、醫(yī)療器械、光學(xué)儀器等方面。納米二氧化硅（SiO2）因具有粒徑可控、分散性好，且二氧化硅表面具有大量易于接枝改性的硅羥基等優(yōu)異的性能，使得SiO2在織物功能性整理方面具有一定的應(yīng)用前景。

  噴涂技術(shù)是一種動(dòng)態(tài)霧化過(guò)程，通過(guò)壓力（或離心力）將噴槍（或碟式霧化器）內(nèi)的液體分散均勻，并形成微小的霧滴，然后通過(guò)噴嘴噴涂到所要整理基材表面的一種后整理方法，它能有效地將納米粒子分布在后整理基材表面。

  近日，曲麗君教授團(tuán)隊(duì)采用噴涂技術(shù)，成功地將二氧化硅/聚偏氟乙烯接枝在棉織物表面，并通過(guò)調(diào)整噴涂距離、時(shí)間和層數(shù)，成功地制備了非對(duì)稱結(jié)構(gòu)二氧化硅/聚偏氟乙烯改性棉織物。

圖1 非對(duì)稱結(jié)構(gòu)功能棉織物制備過(guò)程圖

  據(jù)報(bào)道，該織物在SiO2添加量為20%時(shí)，改性棉織物外表面的水接觸角為136.6°，內(nèi)表面水接觸角為0o，這說(shuō)明改性織物內(nèi)外表面具有完全不同的浸潤(rùn)性，成功地制備了非對(duì)稱結(jié)構(gòu)功能紡織品。經(jīng)10次水洗測(cè)試后，改性織物表面的水接觸角都有所下降，且下降程度不超過(guò)6%，改性織物的疏水性能依舊突出，說(shuō)明改性織物的耐水洗效果良好。

圖2 水接觸角測(cè)試圖：PVDF復(fù)合棉織物水接觸角測(cè)試圖加實(shí)物圖（a）外表面；（b）內(nèi)表面；（c）經(jīng)10次洗滌后織物的外表面；7 wt.% SiO2/PVDF復(fù)合棉織物水接觸角測(cè)試圖加實(shí)物圖（d）外表面；（e）內(nèi)表面；（f）經(jīng)10次洗滌后織物的外表面；20 wt.% SiO2/PVDF復(fù)合棉織物水接觸角測(cè)試圖加實(shí)物圖（g）外表面；（h）內(nèi)表面；（i）經(jīng)10次洗滌后織物的外表面

  此外，改性織物還具有一定的隔熱性，改性棉織物的導(dǎo)熱系數(shù)最低為0.038 W/m?K，比未處理棉織物的導(dǎo)熱系數(shù)低了22.4%。織物表面溫升曲線測(cè)試發(fā)現(xiàn)該織物的表面溫度比未處理棉織物的表面溫度低出3.5℃，可以應(yīng)用于某些特殊場(chǎng)合。

圖3 不同測(cè)試條件下織物溫升曲線圖：（a）30 ℃；（b）40 ℃；（c）50 ℃；（d）60 ℃

  據(jù)介紹，這種改性棉織物還具有優(yōu)異的耐磨性能，這為其在服裝用環(huán)境中使用提供了保障。

  研究生于榮榮與田明偉副教授為共同第一作者，青島大學(xué)曲麗君教授為該論文的通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助和支持。

  論文鏈接：http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0040517518760755