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从皮肤单向芯吸汗液,江大蒋高明教授团队研发出"类皮肤"个人汗液管理针织物

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-06-26  来源:KTC、NTMT纺织新材料  浏览次数:88
核心提示:近日,江南大学纺织科学与工程学院/针织技术教育部工程研究中心蒋高明教授研究团队利用针织技术,以超细纤维涤纶、普通疏水涤纶
      近日,江南大学纺织科学与工程学院/针织技术教育部工程研究中心蒋高明教授研究团队利用针织技术,以超细纤维涤纶、普通疏水涤纶、短纤纱等为原料,生产出了一种具有汗液管理功能的“类皮肤”针织物这种创新的设计方在个人汗液管理方面表现出出色的能力,并实现了大规模制造,平衡了功能与生产。这种定向自泵送织物不仅可以应用于功能性服装,在流体监测、伤口敷料等领域也有应用前景。相关成果以“Large-scale Production of a “Skin-Like” Self-Pumping Fabric for Personal Sweat Management”为论文标题在线发表在期刊《Chemical Engineering Journal》(IF=15.1)。江南大学针织中心2022级硕士研究生葛美彤为论文第一作者,江南大学蒋高明教授团队马丕波教授、董智佳副教授及武汉纺织大学陈凤翔教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(11972172)、江苏省研究生科研实践创新计划项目(1065212032220020)、无锡市卫生局重点科研研究计划项目(Z202219)的资金支持。国家自然科学基金(No. 11972172,No. 52373085,No.61902150),湖北省自然科学基金(No. 2023AFB828),湖北省自然科学基金创新团队项目(No. 2023AFA027),武汉纺织大学数字化纺织设备湖北省重点实验室开放基(No.DTL 2023022),国家纺织先进加工与清洁生产地方联合实验室(No.17),江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX24_2557)等项目资助。论文全文链接为:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894724045868
文章概述
      暴露在高温环境中的个人越来越容易患与热有关的疾病,因此,具有汗液管理能力的功能性服装越来越受到重视。为个人汗液管理而设计的织物能够有效且及时地将汗液从皮肤上运走,从而增强热舒适性同时节约能源。然而,这些功能性服装的制造过程需要复杂的物理和化学改性,导致耐久性差且对大规模生产的适用性有限。本文受皮肤毛孔单向排汗的启发,提出了一种“类皮肤”自泵送织物(SPBF),由配置在双层针织物上的疏水聚酯线圈和亲水性超细纤维聚酯线圈组成。这种构造允许从皮肤单向芯吸汗液。当氨纶长丝引入涤纶织物时,累积单向传输指数增加到717.18%,大于原始涤纶织物的累积单向传输指数(393.71%)。这种特殊的性能是通过在微纤维聚酯和普通疏水聚酯的主要组合中产生不同的毛细管效应来实现的。除了功能性服装外,这种“类皮肤”自泵送织物在各种应用中具有巨大潜力,包括工业用纺织品、医用伤口敷料、岩土工程和设备隔膜。
图文导读
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图1 (a)SPBF的3D建模图。(b)的SPBF的实物图。(c-d) P1 (c)和P1S (d)的疏水侧和亲水侧的SEM图像。
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图2 (a)样品的厚度和重量。(b)样品的透气性。(c)样品的透湿性。(d)样品的水分蒸发速率。
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图3 (a) 织物P1和P1S上铺展10 s、30 s和60 s后液体的面积和阴影深度。(b) 样品的累积单向传输指数。(c) 在50个循环中相对于初始AOTI值的变化率。(d) P1和P1S在家庭洗衣测试150分钟前后的AOTI。(e) 润湿织物附着力测试。(f) 沿SPBF垂直方向的单向液体传输示意图,包括传导、吸收和蒸发。
微信截图_20240626105521
图4 (a) 实验装置示意图。(b-c) 两侧含水量的曲线,以及织物P1和P1S的导水过程。(d-e) 两侧含水量的曲线,以及织物P1(反向)和P1S(反向)的导水过程。
微信截图_20240626105553
图5 (a) 样品的保温率。(b-c) P1和P1S的疏水侧和亲水侧之间的温差。(d) 红外热像仪的摄影流程图和织物P1、P1S的红外热像照片。(e) 综合评价后的等权重关联度和加权关联度。
微信截图_20240626105625

图6 SPBF的可能应用,涉及功能性服装、医用纺织品和产业用纺织品。


 

 
 
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