具有单向汗液导出能力的Janus面料因其卓越的个人热湿管理性能而备受关注。然而，目前的制造方法工艺复杂，存在环境问题且难以实现大规模生产。更重要的是，现有制备的面料通常缺乏良好的柔韧性，严重影响穿着舒适度。
研究人员提出了一种自粘合策略，通过将热塑性聚氨酯（TPU）溶液喷涂到纤维上来制备高度柔韧的Janus面料，并采用激光打孔技术精确修饰微观结构以增强液体导出。与传统热转印在表面形成薄膜不同，这种方法使TPU直接粘附在棉纤维上，从而保留了织物固有的柔韧性。所制备的Janus面料具有优异的单向液体导出性能，50 μL的水可在12.1秒内完全渗透导出。
概述
随着极端天气状况日益频繁，人体热湿舒适度管理已成为一个关键问题。皮肤表面湿度过高会使人感到潮湿黏腻，从而降低工作效率。同时，体温升高可能引发中暑、虚脱等症状。然而，传统面料在这种条件下显得力不从心：例如，亲水性棉质面料可以吸收皮肤表面的汗液，但排出速度缓慢，导致汗液积聚在面料内侧；低效的汗液导出会在皮肤周围形成过湿过热的微环境，成为细菌滋生的温床。虽然吸湿排汗面料（例如涤纶和尼龙）具有速干特性，但其疏水性使其难以从皮肤表面去除汗液。因此，开发能够快速吸收汗液并高效导出的功能性面料已成为先进材料科学领域的当务之急。
Janus膜以其不对称润湿性而闻名，因其能够实现单向液体传输而备受关注。通过将这项创新技术融入纺织品中，研究人员成功开发出能够定向导出汗液的Janus面料。当汗液从皮肤接触面传输到面料的外表面时，皮肤能够保持干爽舒适。此外，干燥的皮肤表面可防止汗液中无机盐（如氯化钠）的积聚，从而减少皮肤刺激。这种机制还增强了蒸发冷却效应，确保了持续的热舒适性。因此，具有卓越热湿管理性能的Janus面料已被广泛应用于防护服、防静电服装、高强度运动服和阻燃面料等领域。
目前，Janus面料的制造方法主要分为两类：化学处理和静电纺丝。
前者主要使用疏水/亲水化学物质对面料单侧改性实现两面不对称润湿性。例如，此前有研究团队通过用疏水性PFOTES和SiO2纳米粒子对亲水性棉质面料进行预处理，再对单侧进行选择性等离子处理，制备出Janus面料。也有研究团队通过将含氟共聚物FS-60溶液喷涂到超亲水处理的PET织物单侧实现疏水改性，制备出具有非对称润湿梯度的Janus面料。另有研究团队先在棉质面料单侧喷涂单宁酸-聚乙烯亚胺（TA-PEI）混合溶液，再浸入十八胺（ODA）溶液，最终制得Janus面料。但该方法往往依赖含氟或有毒物质，存在环境和健康问题。但此类方法往往依赖含氟或有毒物质，存在环境问题和健康隐患。
后者则能形成具有润湿/结构梯度的复合膜结构。例如，此前有研究团队制备了具有渐进润湿性的三层 PU/(PU-HPAN)/HPAN纤维膜，实现了连续、自发和定向的水传输。然而，通过静电纺丝制备的Janus面料通常存在层间结合力弱、机械强度差、耐洗涤和摩擦性能有限等问题，限制了其日常穿着的适用性。
这些局限性凸显了开发无毒、机械强度高且耐用的Janus面料的迫切需求，这对研究人员在推进功能性纺织技术方面提出了重大挑战。
针对上述问题，研究人员近期研发了一种名为热转印微孔面料的Janus面料。该面料采用热转印工艺在棉织物上构建热塑性聚氨酯（TPU）层，并通过激光微加工技术形成微锥形孔。选择TPU作为功能材料是基于其固有的疏水性、卓越的机械性能和无毒特性，能显著增强面料耐久性和日常穿着适用性。该面料可承受至少250次家庭洗涤循环和900次摩擦测试，即使在背包腰带、鞋垫等高磨损场景仍展现出广阔的应用前景，有效解决了Janus面料领域耐磨性与耐洗涤性的双重挑战。但热压工艺形成的较厚TPU层（约70μm）严重损害了织物原有的柔韧性。
研究人员进一步提出通过TPU溶液喷涂结合激光打孔技术，开发出一种兼具无毒特性、高机械强度和优异柔韧性的新型Janus面料。具体而言，喷涂TPU溶液可确保材料与织物表面紧密自粘合，形成柔软的超薄TPU薄膜（约0.44μm），在保持织物固有柔韧性的同时确保其机械强度。随后，通过激光打孔工艺在面料表面构建微锥孔阵列，显著提升了面料的水蒸气传输速率。最终制备出的面料展现出优异的单向导汗性能，经15分钟的跳绳测试后，穿着该面料的人体温度比穿着传统棉质面料的人体温度低约1.3°C，显著提高了人体的体温调节舒适度。得益于TPU与纤维之间强大的粘合力，制备的面料可承受400次以上的摩擦测试和300次以上家庭洗涤循环。这项研究为设计开发实际可穿着的柔性Janus面料提供了可行方案，标志着功能性纺织技术领域的重大进步。
本研究得到江苏省重点研发计划（BE2023715）、江苏省重点研发计划（BK20221386）、苏州市创新创业领军人才项目（ZXL2023209）、苏州市基础应用研究计划（医药卫生类）青年项目（SYW2025107）、江苏省研究生科研实践创新计划（KYCX23_3307）、苏州科技大学大学生创新创业教育项目等资助。
上一篇： 赢创整合基础设施业务，成立全新工业服务公司SYNEQT
下一篇： 供应压力回升 聚丙烯市场震荡整理
沪公网安备 31011502005575号
