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具有阻燃性的无毒防虫织物将用于士兵制服

发布时间:2020-08-20 22:45:23点击量:

  科学家提出了一种新颖的方法来制造使用无毒物质的阻燃驱虫织物。研究人员于2020年8月17日在美国化学学会(ACS)2020年秋季虚拟会议暨展览会上展示了他们的成果。

  “军队向我们提出了这一有趣且具有挑战性的多功能要求,”研究负责人Ramaswamy Nagarajan博士说,“有多种符合阻燃要求的材料制成的阻燃陆军战斗服。 但是它们很昂贵,并且织物染色存在问题。 而且,某些原材料不是在美国生产的。因此,我们的目标是找到一种可以修改的现有材料,使其具有阻燃性和驱虫性,且是士兵想穿的织物。”

  由于Nagarajan的研究小组专注于可持续绿色化学,因此该团队寻求无毒化学物质和工艺进行这项研究。 他们选择了对50-50尼龙-棉混合物的市售产品进行改性,这是一种在美国生产的相对便宜、耐用且舒适的织物。这种材料由于尼龙结实且耐磨损,因此广泛用于民用和军事应用 ,而棉花穿着舒适。 但是,这种类型的纺织品并不是天生就可以驱除虫子,并具有很高的火灾风险。

  “我们从制造阻燃织物开始,着重于混纺中的棉质部分,”与Nagarajan合作的学生、在马萨诸塞州洛厄尔大学先进材料中心的博士Sourabh Kulkarni解释说。 “棉布在均匀的表面上有很多羟基(氧和氢键在一起),可以用现成的化学物质活化,使其与赋予阻燃性的含磷化合物连接。”对于他们的含磷化合物,他们选择了植酸,一种在种子、坚果和谷物中含量丰富的无毒物质。

  接下来,研究人员解决了制造这种材料以驱除昆虫的问题,这样士兵就不必重复喷自己的东西或在背包中携带其他物品。该团队采用了氯菊酯(一种日常无毒的驱虫剂),并与一家本地公司LaunchBay合作,通过等离子体辅助沉积将其附着在织物上。经过反复试验,研究人员最终使植酸和苄氯菊酯都与织物的表面分子相连。

  他们使用测量热量释放能力和总热量释放的方法以及垂直火焰测试,发现改性材料的性能至少比未处理的材料好20%。他们还对活蚊子使用了标准的驱蚊测试,发现其功效大于98%。最后,通过透气性研究确定,织物在处理后仍保持“透气性”。

  Nagarajan说:“我们感到非常兴奋,因为我们已经证明我们可以将这种织物修改,使其具有阻燃性和驱虫性,并且仍然相当耐用和舒适。 我们想使用植酸以外的其他物质,因为它含有更多的,因此具有更高的阻燃性,更好的耐久性,并且对士兵的皮肤仍然无毒。 ”



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