【新视野】受弹尾虫启发我国科学家研发出无氟超疏水织物

2026-03-24 10:08:06来源：科技日报

(资料图)

户外突遇暴雨，衣服湿透贴身；咖啡不慎打翻，顷刻浸染衣衫。这些因纺织品防水性能不足带来的尴尬，或将很快成为过去。记者23日从中国科学院理化技术研究所获悉，受自然界弹尾虫启发，该所董智超研究员团队在超疏水材料领域取得重要突破，研发出分子组装耐用超疏水壳（MARS）技术，并成功制备出无氟超疏水织物，为下一代防水面料开辟了新路径。

如今，户外、防护、医疗及工业等领域对稳定防水纺织品的需求日益迫切。然而，传统防水涂层多依赖纳米颗粒或含氟化合物，不仅易在磨损和恶劣环境中脱落降解，还面临日趋严格的环保监管。

针对这一痛点，团队将目光投向一种生活在潮湿泥土中的微小生物——弹尾虫。这种经过约4亿年演化的小生物，体表拥有由微型蘑菇状结构和纳米级脊线组成的特殊表皮，犹如一件天然“防水盔甲”，使其能在水面跳跃而不被沾湿。

受此启发，研究人员研发出MARS技术，在单根纱线纤维表面一步构建起有序、共价键合且不含氟的烷基覆盖二氧化硅壳层。不同于普通涂层，MARS与纤维“长在一起”，形成永久化学键合，既保留织物的透气、柔软和原本色泽，又赋予其卓越拒水性能。

在极端条件的系统测试中，MARS织物表现十分抢眼。液滴以2.4米/秒速度连续撞击同一点8万次，织物完好如初；速度提升至11.6米/秒——接近百米冲刺的极速——防水性能依旧稳定。经20次标准洗涤，防水等级仍保持在行业顶级4.5级。

除了高速冲击与反复洗涤，它在温度和磨损上的耐受力同样出色。刚煮沸的开水、高压咖啡机喷射，甚至160℃高温熨烫，都未能破坏其超疏水状态。在95℃热水与-196℃液氮的冷热骤变循环下，性能依旧坚挺。机械测试中，它扛住了布料间8万次摩擦、砂轮2万次磨耗、640斤落沙4米/秒冲击，以及2万次反复拉伸。

董智超表示，MARS技术将仿生智慧与可规模化的制备工艺结合，既克服了传统涂层机械脆弱的短板，又规避了含氟化合物带来的环保风险。未来，这种不怕洗、不怕磨、又透气的防水织物，有望在户外运动装备、医疗防护服以及多种工业面料中大显身手。

（中国科学院理化技术研究所供图）

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