研究防護(hù)服為何重要？
防護(hù)服作為消防員在極端火災(zāi)環(huán)境中保障生命健康的重要屏障，因長(zhǎng)時(shí)間高溫環(huán)境及高強(qiáng)度工作，人體產(chǎn)生的大量汗液將直接影響個(gè)人的健康和工作效率。目前，市面上的商業(yè)防護(hù)面料往往致力于單一熱防護(hù)性能提升，在熱濕舒適方面缺乏有效調(diào)控。
“我們發(fā)現(xiàn)火災(zāi)救援結(jié)束后，消防員走出高溫環(huán)境，脫下防護(hù)服如出‘蒸鍋’�！蔽錆h紡織大學(xué)張騫博士在接受記者采訪時(shí)透露，做這項(xiàng)目的最初想法來(lái)源于團(tuán)隊(duì)看到消防員脫下防護(hù)服疲憊不堪的樣子很受觸動(dòng)。
因此，亟需開發(fā)一種既能阻擋外界極端熱的入侵，又能通過汗液調(diào)控來(lái)緩解人體過熱的防護(hù)服。
如何受到啟發(fā)？
在自然界中，駝峰是駱駝獨(dú)有的一種近乎完美的保護(hù)屏障，能夠長(zhǎng)時(shí)間避免駱駝受沙漠白天極端熱環(huán)境的影響。
駝峰內(nèi)部脂肪的隔熱性可抑制外界熱量的輸入，同時(shí)，其周圍分布的汗腺通過調(diào)節(jié)汗液流動(dòng)方向，能避免駱駝進(jìn)一步發(fā)生過熱現(xiàn)象。得益于此，駝峰中自然形成的內(nèi)部脂肪和汗腺集成功能，使得駱駝可以長(zhǎng)期生存在熾熱高溫的沙漠地區(qū)。
“我們想到駱駝既然能在溫差極大的沙漠中生存，其皮毛肯定存在特殊性�！比绾谓Y(jié)合現(xiàn)有的紡織的織造技術(shù)，解決個(gè)人熱防護(hù)和熱濕舒適管理難以兼容的難題？不懈努力下，徐衛(wèi)林院士團(tuán)隊(duì)在研究動(dòng)物的纖維時(shí)找到了答案。
這一發(fā)現(xiàn)令團(tuán)隊(duì)很欣喜。課題組通過熱軋?zhí)幚砗统暡ê附�，將陣列式隔熱單元和異型芯吸通道整合在一起，設(shè)計(jì)了一種具有仿駝峰結(jié)構(gòu)的層級(jí)織物。
HHF有何優(yōu)越性？
與商用防護(hù)面料相比，該HHF的層級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)賦予了防護(hù)服面外方向超低的導(dǎo)熱性，實(shí)現(xiàn)極端火災(zāi)環(huán)境中超高的熱防護(hù)性能。同時(shí)，層級(jí)織物中耦合的異型芯吸通道賦予的單向?qū)窆δ埽蓪?shí)現(xiàn)人體所需的熱濕舒適性。模擬皮膚實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該仿生消防織物在極端條件下（80℃）的底部溫度和相對(duì)濕度，分別比傳統(tǒng)消防服低20.6℃和13.6%。
為了驗(yàn)證該材料的實(shí)用性，研究人員對(duì)HHF進(jìn)行了實(shí)際的防護(hù)和汗液調(diào)控性能測(cè)試。他們將HHF纏繞在假人胳膊上，用丁烷噴槍（火焰溫度1500 ℃）驗(yàn)證其防護(hù)性能�！拔覀兒芨吲d地發(fā)現(xiàn)，火焰灼燒后的面料依然保持原有顏色和狀態(tài)。”張騫說(shuō)，實(shí)際人體汗液調(diào)控結(jié)果顯示，在相同條件下，HHF下層的皮膚濕度遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的商業(yè)化防護(hù)面料。這些結(jié)果突出了HHF在極端火災(zāi)中個(gè)人防護(hù)的巨大應(yīng)用潛力。
“其實(shí)，這個(gè)材料既然能隔熱，那自然也能保暖，除了可以應(yīng)用到消防服上，也可以針對(duì)登山運(yùn)動(dòng)員和冰雪運(yùn)動(dòng)的人群，為其提升個(gè)人的熱濕舒適性�！睋�(jù)了解，團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事結(jié)構(gòu)化、功能化紡織品的光熱調(diào)控研究，該項(xiàng)工作是小組近期圍繞層級(jí)結(jié)構(gòu)功能紡織品研究的最新進(jìn)展之一，為進(jìn)一步拓展功能紡織品的多層級(jí)結(jié)構(gòu)在特種領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新思路。
