宾夕法尼亚州立大学研发自愈纺织品能够自我修复和中和化学物质

文章来源：中国化工信息网发布时间：2016-08-10

根据一个研究团队介绍，有一天，带有自愈涂层的纺织品制成的化学防护服，这层薄膜可以防止农民接触到有机磷酸酯农药，在化学或生物袭击战场上保护士兵，让工厂工人不受有毒物质意外泄露的伤害。

“时尚设计师所用的由蛋白质制成的天然纤维，如羊毛或丝绸，价格昂贵而且它们没有自愈能力，”工程科学与力学系教授梅利克C.德米雷尔说。“我们正在寻找一种方法，让传统纺织品具有自愈能力。因此，我们开发了这项涂层技术。”

程序很简单。将要涂覆的材料浸在一系列液体中，以创建一个材料层，形成一个自我修复，聚电解质的逐层涂覆涂层。

该涂料被置于“安全溶剂的环境条件下，如水中，利用的设备简单、规模适中，具有成本低的特点，”研究报告发表在今日(7月25日)出版的ACS应用材料和界面网络版上。

聚电解质涂层是由带正电荷的和带负电荷的聚合物组成的，在这种情况下，聚合物像那些鱿鱼的蛋白一样。

“目前，我们将整件衣服覆盖涂层，创造出先进的材料，”德米雷尔说，他也是哈克生命科学学院的研究人员。

在涂层过程中，酶将被注入涂层中。研究人员使用了尿素酶，这种酶能够将尿素分解成氨和二氧化碳，但是在商业应用上，涂层中会加入为其量身定制的酶(这种酶与特定的化学目标相匹配)。

“如果你需要利用酶的生物或化学作用，你可以将具有自愈特性的酶封装在胶囊中，在有毒物质接触皮肤之前就将它降解，”德米雷尔说。

许多有毒物质可以通过皮肤吸收。例如，有机磷酸酯农药，作为除草剂和杀虫剂，如果被皮肤吸收，可能导致致命的后果。一些化学物质也被用作神经制剂。涂有自愈膜(自愈膜中含有有机磷水解酶，这是能够分解有毒物质的一种酶，)的服装，可以降低对人的危害。聚合物在水中能够自愈，洗涤衣服的时候会修复涂层的宏观和微观缺陷，使衣物可以重新加以利用。

“涂层非常薄，小于一微米，如果日常穿着不会引起别人注意，”德米雷尔说。“即使非常轻薄，它们也增加了材料的整体强度。”

对于危险化学品的制造环境尤为必要，与适当的酶结合的涂层服装，可以防止意外的化学泄露。这些涂层将来在医疗上的应用，也可以帮助患者减少感染快速康复。

“这是我们首次制造自愈纺织品”德米雷尔说。

宾夕法尼亚州立大学电气工程和材料研究所附属公司的Srinivas Tadigadapa教授;生物工程研究生戴维加德斯;以及工程科学和力学专业研究生Huihun Jung和Abdon Pena-Francesch也参与了这个项目的研究。