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由美国军方资助、美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)领导的一个研究小组发明了一种透气性良好的材料,能够抵抗生化武器,在医学和军事领域都有重要应用 。
新发明的智能聚合物纳米管材料具有透气性,但遇到有毒分子会变成封闭状态 。(Ryan Chen/LLNL)
面对CCP病毒的威胁和叙利亚的生化武器危机,医护人员和士兵的防护用品非常重要 。
这些人的安全很大程度上取决于防护装备 。目前的防护服材料很难兼顾透气性和防毒性 。大部分材料只能先选择后者 。但人体的汗液无法有效蒸发,会导致过热昏厥 。
最近发表在《高级功能材料》杂志上的这项研究,是在直径只有人类头发丝5000倍的碳纳米管材料上改进的,有助于用户在有害环境中工作更长时间 。
碳纳米管越细,水蒸气透过性越强 。这种性能是透气性和抗病毒功能的关键 。
然而,与生物分子不同的是,含有有毒化学成分的分子可能很小,但仍然能够穿透纳米管的孔隙 。
为了解决这个问题,研究人员在材料表面添加了一层聚合物 。这种聚合物遇到有毒的化学成分,比如沙林毒气,会从膨胀状态变成封闭状态 。
“这种动态反应层赋予材料‘智能’特性,仅在需要时提供保护 。”其中一名研究人员,麻省理工学院的蒂莫西·斯沃说 。
研究和测试表明,这种材料在打开状态下的透气性达到军方要求的标准;在闭孔状态下,有害物质的渗透性降低百倍 。由此可见这种材料的透气性和智能防护功能的有效结合 。
【新材料防生化武器如第二肌肤】研究人员表示,下一步将定制材料以保护不同的化学成分,并增加材料的弹性,使其更贴近皮肤,目标是创造出像人体第二皮肤一样的保护材料 。
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