受虫子启示，我国科学院理化技能研讨所仿生智能界面科学中心研讨员董智超团队，研宣布一种“黑科技”，能够不依靠含氟化学品，让一般棉、麻、羊毛乃至化纤织物，变成能抵挡暴雨冲击、接受上万次冲突、扛住“冰火两重天”极点检测的超级防水面料。
跳虫，学名“弹尾虫”，是节肢动物门中的一个陈旧类群。这种体长仅毫米级的细小昆虫，在地球上生计了4亿年，能弹跳至本身高度200倍以上。
当董智超在我国科学院西双版纳植物园的石缝里看见它时，他惊叹极了：“这种虫子生活在湿润泥泞的土壤和岩石缝隙中，不仅能坚持身体干爽，还在与岩石的重复弹跳磕碰中坚持皮肤无缺无缺。它怎样做到的？”
经过高倍电子显微镜发现，研讨团队发现，跳虫尾部的表皮上，覆盖着精妙的微型蘑菇状结构和纳米级脊线，这套天然的“防沾湿铠甲”让它能在剧烈冲突和极点湿润的环境中“滴水不沾”。
这让一向师从我国科学院院士江雷展开超疏水资料研制作业的董智超，有了一个新主意。“传统的防水涂层，就像在馒头上沾面粉，抖一抖、洗几回就掉了。向跳虫取经，咱们能不能取得既防水又耐磨的资料？”
他介绍，曩昔，让织物防水，要么涂蜡，要么涂含氟化学物质（PFAS），但是，涂蜡会让衣服不透气，而含氟资料尽管作用十分显着，却因环境污染问题，在全球面临越来越严厉的禁令，更重要的是，一旦遭受冲突或洗刷，这些涂层就会坠落失效。
模仿跳虫尾部的表皮结构，团队提出了一种全新的思路——不再依靠“贴”上去的涂层，而是直接在纤维外表“长”出一层有着跳虫尾部表皮结构特色的维护壳。
他们经过“一步分子自拼装法”，在单根纤维外表原位构建了有序、共价键合的二氧化硅网络，并引进长链烷基下降外表能。
这层被称为“MARS”（分子拼装的耐久超疏水壳层）的“分子装甲”，与纤维本体经过化学键永久性结合。
“咱们的办法，就好比是把简单坠落的面粉揉进面团里，再一起蒸熟，它就再也分不开了。”董智超介绍，这种办法不挑原料，无论是吸水性极强的棉，仍是天然的羊毛、麻，或是涤纶、尼龙等合成纤维，都能完成安稳的超疏水改性。
为了查验这层“分子装甲”的功能，研讨团队对MARS织出的布料进行了一系列可谓“严酷”的试验室测验。
模仿暴雨冲击环境，他们让水滴以2.4米/秒的速度接连碰击同一点，让布料足足接受了8万次冲击，之后又将水滴速度提升至11.6米/秒，相当于时速41公里的暴雨级冲击，效果，织物仍然能有用反弹水滴，坚持无缺。
模仿实在穿戴中的磨损，团队动用了多种测验织物起毛起球及耐磨功能的检测设备，让布料与本身布料摩了8万次，饱尝砂轮打磨2万次，饱尝100次落沙冲击、2万次重复拉伸，以及8000次刷子猛刷和500次强力胶带重复粘撕。面临这一连串“拷打”，布料的超疏水功能仍然坚持杰出。
他们还做了各式各样“摧残”布料的试验。例如，试验人员重复用-196摄氏度的液氮与95摄氏度的热水冲刷布料，把用这种布料做成的衣服放到露天环境下风吹日晒一整年，效果，对照组的布料不堪重负开端吸水或变黄，而MARS布料的防水作用和状况基本上没有改变。
不仅如此，董智超介绍，针对顾客最关怀的洗刷问题，研讨团队还将MARS织物放入家用洗衣机，运用一般洗刷剂进行了20次规范洗刷。效果显现，其防水等级仍然安稳在职业高规范，远超传统防水涂层几回洗刷后就失效的体现。
在董智超看来，这项效果不只是一项试验室里的科学打破。“咱们的方针，从一开端就不是为了自嗨，而是期望处理产业界的实在需求。”他告知《我国科学报》。
在研制过程中，团队深化造访了多家运动品牌、纺织企业和供应链厂商，针对他们提出的“能否兼容现有产线”、“增重多少”、“手感是否发硬”等实际问题，逐个进行优化。
“终究，MARS处理后的织物增重操控在5%以内，远低于传统10%-12%的水平，这在某种程度上预示着它更轻、更透气，也不会让衣物变得硬邦邦。”董智超说。
此外，研制之初，科研团队就考虑了本钱操控和生产线兼容等问题。“原资料本钱可控，且处理每平方米棉布、约170克的资料与工艺本钱都能操控在十几块钱的较低水平。”董智超说，“该技能选用一步浸涂法，彻底兼容现有的纺织工业接连化生产流程，无需企业大规模改造产线。”
他介绍，从使用场景来看，在户外运动范畴，它能够制成真实能扛住暴雨、耐磨耐穿的冲锋衣和瑜伽裤；在医疗健康范畴，它可用来制作更牢靠、可重复消毒的防护服和手术布草；在工业范畴，它能为作业服、帐子，乃至安全气囊供给耐久的防水防污维护。此外，MARS纱线还能在一般织物上刺绣出超疏水图画，为智能纺织品、可穿戴设备和时髦规划供给了或许。
“咱们期望，未来我们说到超疏水面料，想到的不再是‘含氟’‘不耐洗’，而是真实环保、经用的我国‘黑科技’。”董智超说。
版权声明：凡本网注明“来历：我国科学报、科学网、科学新闻杂志”的悉数著作，网站转载，请在正文上面注明来历和作者，且不得对内容作实质性改动；微信大众号、头条号等新媒体渠道，转载请联络授权。邮箱：。
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跳虫，学名“弹尾虫”，是节肢动物门中的一个陈旧类群。这种体长仅毫米级的细小昆虫，在地球上生计了4亿年，能弹跳至本身高度200倍以上。
当董智超在我国科学院西双版纳植物园的石缝里看见它时，他惊叹极了：“这种虫子生活在湿润泥泞的土壤和岩石缝隙中，不仅能坚持身体干爽，还在与岩石的重复弹跳磕碰中坚持皮肤无缺无缺。它怎样做到的？”
经过高倍电子显微镜发现，研讨团队发现，跳虫尾部的表皮上，覆盖着精妙的微型蘑菇状结构和纳米级脊线，这套天然的“防沾湿铠甲”让它能在剧烈冲突和极点湿润的环境中“滴水不沾”。
这让一向师从我国科学院院士江雷展开超疏水资料研制作业的董智超，有了一个新主意。“传统的防水涂层，就像在馒头上沾面粉，抖一抖、洗几回就掉了。向跳虫取经，咱们能不能取得既防水又耐磨的资料？”
他介绍，曩昔，让织物防水，要么涂蜡，要么涂含氟化学物质（PFAS），但是，涂蜡会让衣服不透气，而含氟资料尽管作用十分显着，却因环境污染问题，在全球面临越来越严厉的禁令，更重要的是，一旦遭受冲突或洗刷，这些涂层就会坠落失效。
模仿跳虫尾部的表皮结构，团队提出了一种全新的思路——不再依靠“贴”上去的涂层，而是直接在纤维外表“长”出一层有着跳虫尾部表皮结构特色的维护壳。
他们经过“一步分子自拼装法”，在单根纤维外表原位构建了有序、共价键合的二氧化硅网络，并引进长链烷基下降外表能。
这层被称为“MARS”（分子拼装的耐久超疏水壳层）的“分子装甲”，与纤维本体经过化学键永久性结合。
“咱们的办法，就好比是把简单坠落的面粉揉进面团里，再一起蒸熟，它就再也分不开了。”董智超介绍，这种办法不挑原料，无论是吸水性极强的棉，仍是天然的羊毛、麻，或是涤纶、尼龙等合成纤维，都能完成安稳的超疏水改性。
为了查验这层“分子装甲”的功能，研讨团队对MARS织出的布料进行了一系列可谓“严酷”的试验室测验。
模仿暴雨冲击环境，他们让水滴以2.4米/秒的速度接连碰击同一点，让布料足足接受了8万次冲击，之后又将水滴速度提升至11.6米/秒，相当于时速41公里的暴雨级冲击，效果，织物仍然能有用反弹水滴，坚持无缺。
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他们还做了各式各样“摧残”布料的试验。例如，试验人员重复用-196摄氏度的液氮与95摄氏度的热水冲刷布料，把用这种布料做成的衣服放到露天环境下风吹日晒一整年，效果，对照组的布料不堪重负开端吸水或变黄，而MARS布料的防水作用和状况基本上没有改变。
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跳虫，学名“弹尾虫”，是节肢动物门中的一个陈旧类群。这种体长仅毫米级的细小昆虫，在地球上生计了4亿年，能弹跳至本身高度200倍以上。
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模仿实在穿戴中的磨损，团队动用了多种测验织物起毛起球及耐磨功能的检测设备，让布料与本身布料摩了8万次，饱尝砂轮打磨2万次，饱尝100次落沙冲击、2万次重复拉伸，以及8000次刷子猛刷和500次强力胶带重复粘撕。面临这一连串“拷打”，布料的超疏水功能仍然坚持杰出。
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此外，研制之初，科研团队就考虑了本钱操控和生产线兼容等问题。“原资料本钱可控，且处理每平方米棉布、约170克的资料与工艺本钱都能操控在十几块钱的较低水平。”董智超说，“该技能选用一步浸涂法，彻底兼容现有的纺织工业接连化生产流程，无需企业大规模改造产线。”
他介绍，从使用场景来看，在户外运动范畴，它能够制成真实能扛住暴雨、耐磨耐穿的冲锋衣和瑜伽裤；在医疗健康范畴，它可用来制作更牢靠、可重复消毒的防护服和手术布草；在工业范畴，它能为作业服、帐子，乃至安全气囊供给耐久的防水防污维护。此外，MARS纱线还能在一般织物上刺绣出超疏水图画，为智能纺织品、可穿戴设备和时髦规划供给了或许。
“咱们期望，未来我们说到超疏水面料，想到的不再是‘含氟’‘不耐洗’，而是真实环保、经用的我国‘黑科技’。”董智超说。
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