中新網(wǎng)北京3月21日電 (記者 孫自法)中國學(xué)者團(tuán)隊最新合作研發(fā)出一種新型噴涂式織物涂層，將助力人們清洗衣物時告別常用的肥皂、洗衣液、洗滌劑等化學(xué)制品。它適用于天然和合成織物，在顯著降低洗衣用水、電和時間消耗的同時，還有望從源頭減少日常洗衣過程中大量洗滌污水，特別是含洗滌劑廢水的產(chǎn)生與排放。
本項研究成果相關(guān)示意圖(圖片來自論文)。施普林格·自然 供圖這項推進(jìn)日常生活綠色環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的重要應(yīng)用研究成果，由東南大學(xué)程崇領(lǐng)副研究員和吉林大學(xué)汪大洋教授領(lǐng)銜團(tuán)隊合作完成，相關(guān)論文近日在施普林格·自然旗下專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《通訊-化學(xué)》在線發(fā)表。
單次洗滌可節(jié)能降耗80%以上
研究團(tuán)隊介紹，眾所周知，現(xiàn)在的洗衣方式不僅消耗大量水和能源，還需依賴洗滌劑去除污漬。這些洗滌劑往往會加劇衣物中微塑料的釋放，且會污染水體。迄今為止，大多數(shù)旨在提升洗衣可持續(xù)性的努力都集中在減少水和能耗上。
他們研發(fā)的新型噴涂式織物涂層，可使多類常見污漬難以附著于織物表面，從而使衣物在多數(shù)情況下無需依賴傳統(tǒng)洗滌劑，僅通過清水漂洗即可實現(xiàn)有效清潔。
與傳統(tǒng)依賴洗滌劑主洗、再經(jīng)多次漂洗去除殘留的模式相比，這項新方法通過賦予織物低附著、高水化表面，使多數(shù)常見污漬無需洗滌劑即可去除，從源頭減少了含洗滌劑洗滌污水的大量產(chǎn)生，尤其在高頻洗衣場景下，其節(jié)水減排意義更加突出。
研究團(tuán)隊指出，噴涂式織物涂層在經(jīng)受日光照射、反復(fù)穿著及超過100次洗滌循環(huán)后仍保持完好，與傳統(tǒng)方法相比，該涂層能減少合成纖維釋放的微塑料?；诘湫拖匆聶C(jī)(1次洗滌加4次漂洗)的洗滌循環(huán)，他們估算該涂層可將單次洗滌的水、電及時間消耗減少80%以上。
形成五層薄雙層膜去污能力強(qiáng)
在本項研究中，研究團(tuán)隊將聚二烯丙基二甲基氯化銨、聚乙烯磺酸這兩種化學(xué)物質(zhì)交替噴灑在衣物上，形成五層薄雙層膜(由緊密排列的分子構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu))。
左圖：對比涂層后水洗的織物與僅用水洗或用洗滌劑清洗的未涂層織物的去污效果；右圖：展示涂層如何輕松施加，從而制成易清潔的服裝(圖片來自程崇領(lǐng)和汪大洋)。施普林格·自然 供圖這些雙層結(jié)構(gòu)形成了一種表面磺酸基密度極高的涂層，能夠吸附并鎖住一層水分子。這使得常見污漬難以附著在織物表面，僅需在標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序下進(jìn)行一次清水漂洗即可實現(xiàn)有效去污。
研究團(tuán)隊進(jìn)一步將噴涂式織物涂層配合清水漂洗的去污能力，與使用洗滌劑的常規(guī)洗滌循環(huán)進(jìn)行了對比測試；在棉、聚酯纖維和絲綢等多種面料上，對油溶性污漬、水溶性污漬以及血液等代表性污染物進(jìn)行測試。結(jié)果表明，在所測試的多類常見污漬條件下，該涂層配合清水漂洗的清潔效果均可達(dá)到與傳統(tǒng)洗滌劑洗滌相當(dāng)，部分情況下甚至更優(yōu)。
在抗菌和抗真菌性能方面，噴涂式織物涂層表現(xiàn)也優(yōu)于傳統(tǒng)方法。針對小鼠細(xì)胞的測試表明，該涂層接觸皮膚可能安全；利用紅豆進(jìn)行的實驗則表明，其未對植物生長產(chǎn)生明顯影響。
應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性仍有較大提升空間
研究團(tuán)隊指出，目前，噴涂式織物涂層仍處于概念驗證與優(yōu)化階段，初始材料成本高于傳統(tǒng)單次洗滌所消耗的洗滌劑成本。不過，測算顯示，隨著洗滌循環(huán)次數(shù)增加，涂層的前期投入有望在約15次至50次洗滌后被抵消。未來若進(jìn)一步優(yōu)化配方、擴(kuò)大制備規(guī)模并采用更低成本原料，其應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性仍有較大提升空間。
上圖：在白色棉質(zhì)T恤上進(jìn)行的“真實場景”去污測試；下圖：在一條長褲上進(jìn)行的“真實場景”防霉性能測試(圖片來自程崇領(lǐng)和汪大洋)。施普林格·自然 供圖特別是在嚴(yán)重缺水地區(qū)，如果洗衣過程本身不再引入洗滌劑，那么產(chǎn)生的廢水將更容易被直接回用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等場景，從而在保障個人基本衛(wèi)生需求的同時，把更多水資源用于更緊缺、更有意義的地方，實現(xiàn)生活用水與生產(chǎn)用水的雙贏。
“我們(這項研究)并不是想表達(dá)‘洗滌劑不好’，而是希望從資源與環(huán)境保護(hù)的角度，提供一種新的思路，看是否能夠在保證清潔效果的前提下，減少傳統(tǒng)洗衣過程中水資源消耗和廢水排放?！毖芯繄F(tuán)隊強(qiáng)調(diào)說。(完)