在60年代中期,科學家獲得了含有碳氟化合物的低表面能狀態,從此為紡織纖維整理提供了新的方法。從那以后,織物的拒水、拒油、拒污性能才得以實現。德國Rudolf公司近三年來推出了更加環保的新產品,形成了生物整理新概念(Bionik)。
“我們的目標是在整理過程中盡量少用碳氟化合物,而采用生物技術”,Rudolf公司負責化學品研發部經理Gunther Duscheck博士在一次紡織會議上說,“這種技術可以在耐氣候性防護服、建筑用紡織品、汽車用紡織品、運動服裝和戶外服裝上得到很好的應用。”Bionik一詞由biology(生物)和technology(技術)組成,意思就是生物技術,這項技術的目標更加關注產品的有效性和環保性。他接著說:“許多有效的設計理念源自自然的靈感,在當今社會中得到了廣泛的應用。比如,鯊魚皮流線型的特點給人很多靈感,今天我們可以看到在飛機和泳衣上的廣泛應用”, Duscheck博士說。
大家都知道蓮花能出淤泥而不染,這就是著名的“蓮花效應”。葉子表面的精細結構使水和污漬無法滲透,污泥、水粒子不容易沾附表面而能流掉。現在許多科技產品,甚至飛機的表層以及具有自我清潔性質的建筑材料,大多來自蓮花的抗污性原理。但Duscheck認為,把蓮花的結構移植到紡織品上沒有什么太大的意義。他說,因為紡織品需要的不是那種堅硬、剛性的表面,而且產品的手感和抗磨損能力也是紡織品重要特性。
因此,Rudolf公司的研究人員在改善拒水、拒油、拒污性能上另辟溪徑。水滴能從織物表面落下是織物拒水性能的重要體現,而這取決于水滴和織物表面的接觸角。
如果水滴基本保持原狀,就會有好的拒水性能。“我們的目標是研制一種能達到良好效果的方法。”Duscheck強調說,“我們借助于生物技術和納米技術進行了創新,采用生物整理技術,不僅在質量上超過現有產品,在某些方面獲得了更好的性能。”
樹枝狀 (dendrimer) 結構是解決問題的關鍵所在
“dendrimers”這個詞來自希臘的”dendros”,意思是樹和枝,樹上的分枝長到一定長度后又分成兩個分枝,如此重復進行,直到長得如此稠密以致于長成象球形一樣的樹叢。在dendrimer中,分枝是內部連結的高分子聚合鍵,每一個鍵又會產生新鍵,全部會向一個焦點聚合或向一個核聚合。
在dendrimer上形成大量鍵端球形突起物,象毛線球上的絨毛。在合成過程中,能設計這些鍵端去執行特殊的化學功能,例如,鍵端可帶電,其目的是完全發揮dendrimer的高分子電解質的功能。另一個特點,在合成過程中,也能控制dendrimer外部尺寸和內部的結構。這使得有可能創造與外部不同性質的內腔和通道,并打開dendrimer作為載體或作為受邀分子晶核的大門。在這一能力中,dendrimer除了為納米技術建造納米塊外,還起催化作用。
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