可持续绿色化学用于为士兵创造更安全，更舒适的制服

时间：2022-05-01 12:25:04 来源：

在测试中，未经处理的织物（左侧面板）在去除火焰后会完全燃烧，而用植酸处理过的织物（右侧面板）在去除点火源后数秒内会自动熄灭。

美国陆军士兵的制服必须满足一长串具有挑战性的要求。他们需要在所有气候下都感到舒适，要经过多次洗涤才能保持耐用，抵御火灾和抵御昆虫，等等。现有的织物并不能全部选中这些框，因此科学家们想出了一种新颖的方法来制造使用无毒物质的阻燃，防虫织物。

研究人员将于今天（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他们的结果。ACS将在星期四举行会议。它以关于广泛的科学主题的6,000多个演讲为特色。

研究负责人Ramaswamy Nagarajan博士说：“陆军向我们提出了对多功能性的有趣且富挑战性的要求。”“有符合各种阻燃要求的各种材料制成的阻燃陆军战斗服。但是它们很昂贵，并且在织物染色方面存在问题。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现有材料，我们可以对其进行修改以使其具有阻燃性和驱虫性，但仍具有士兵想要穿的织物。”

由于Nagarajan的研究小组专注于可持续的绿色化学，因此该小组寻求无毒的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，耐用和舒适的织物。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，而棉穿起来很舒服。但是，这种类型的纺织品并不是天生就可以驱除虫子，并具有很高的着火风险。

“我们从制造织物阻燃剂开始，着重于混纺的棉质部分，”博士Sourabh Kulkarni解释说。在麻省大学洛厄尔大学高级材料中心与Nagarajan合作的学生。“棉花在其表面上有很多羟基（氧和氢键合在一起），可以通过现成的化学物质活化，从而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，这是一种在种子，坚果和谷物中发现的丰富而无毒的物质。

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洒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，经透气性研究确定，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改性为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，因为它含有更多的磷，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。在证明我们可以对织物进行修饰之后，我们还希望了解是否可以附着抗菌剂来防止细菌以及持久耐用的染料的感染。”

关于这个主题的新闻发布会将于8月20日（星期四）下午12点举行。东部时间在线。

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