中国团队研发出清水洗衣喷涂式织物涂层 有望节能降耗超80%
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《E在播学生妹第一季》 中国团队研发出清水洗衣喷涂式织物涂层 有望节能降耗超80%
中新网北京3月21日电 (记者 孙自法)中国学者团队最新合作研发出一种新型喷涂式织物涂层，将助力人们清洗衣物时告别常用的肥皂、洗衣液、洗涤剂等化学制品。它适用于天然和合成织物，在显著降低洗衣用水、电和时间消耗的同时，还有望从源头减少日常洗衣过程中大量洗涤污水，特别是含洗涤剂废水的产生与排放。
本项研究成果相关示意图(图片来自论文)。施普林格·自然 供图
这项推进日常生活绿色环保与可持续发展的重要应用研究成果，由东南大学程崇领副研究员和吉林大学汪大洋教授领衔团队合作完成，相关论文近日在施普林格·自然旗下专业学术期刊《通讯-化学》在线发表。
单次洗涤可节能降耗80%以上
研究团队介绍，众所周知，现在的洗衣方式不仅消耗大量水和能源，还需依赖洗涤剂去除污渍。这些洗涤剂往往会加剧衣物中微塑料的释放，且会污染水体。迄今为止，大多数旨在提升洗衣可持续性的努力都集中在减少水和能耗上。
他们研发的新型喷涂式织物涂层，可使多类常见污渍难以附着于织物表面，从而使衣物在多数情况下无需依赖传统洗涤剂，仅通过清水漂洗即可实现有效清洁。
与传统依赖洗涤剂主洗、再经多次漂洗去除残留的模式相比，这项新方法通过赋予织物低附着、高水化表面，使多数常见污渍无需洗涤剂即可去除，从源头减少了含洗涤剂洗涤污水的大量产生，尤其在高频洗衣场景下，其节水减排意义更加突出。
研究团队指出，喷涂式织物涂层在经受日光照射、反复穿着及超过100次洗涤循环后仍保持完好，与传统方法相比，该涂层能减少合成纤维释放的微塑料。基于典型洗衣机(1次洗涤加4次漂洗)的洗涤循环，他们估算该涂层可将单次洗涤的水、电及时间消耗减少80%以上。
形成五层薄双层膜去污能力强
在本项研究中，研究团队将聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙烯磺酸这两种化学物质交替喷洒在衣物上，形成五层薄双层膜(由紧密排列的分子构成的双层结构)。
左图：对比涂层后水洗的织物与仅用水洗或用洗涤剂清洗的未涂层织物的去污效果；右图：展示涂层如何轻松施加，从而制成易清洁的服装(图片来自程崇领和汪大洋)。施普林格·自然 供图
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这些双层结构形成了一种表面磺酸基密度极高的涂层，能够吸附并锁住一层水分子。这使得常见污渍难以附着在织物表面，仅需在标准洗涤程序下进行一次清水漂洗即可实现有效去污。
研究团队进一步将喷涂式织物涂层配合清水漂洗的去污能力，与使用洗涤剂的常规洗涤循环进行了对比测试；在棉、聚酯纤维和丝绸等多种面料上，对油溶性污渍、水溶性污渍以及血液等代表性污染物进行测试。结果表明，在所测试的多类常见污渍条件下，该涂层配合清水漂洗的清洁效果均可达到与传统洗涤剂洗涤相当，部分情况下甚至更优。
在抗菌和抗真菌性能方面，喷涂式织物涂层表现也优于传统方法。针对小鼠细胞的测试表明，该涂层接触皮肤可能安全；利用红豆进行的实验则表明，其未对植物生长产生明显影响。
应用经济性仍有较大提升空间
研究团队指出，目前，喷涂式织物涂层仍处于概念验证与优化阶段，初始材料成本高于传统单次洗涤所消耗的洗涤剂成本。不过，测算显示，随着洗涤循环次数增加，涂层的前期投入有望在约15次至50次洗涤后被抵消。未来若进一步优化配方、扩大制备规模并采用更低成本原料，其应用经济性仍有较大提升空间。
上图：在白色棉质T恤上进行的“真实场景”去污测试；下图：在一条长裤上进行的“真实场景”防霉性能测试(图片来自程崇领和汪大洋)。施普林格·自然 供图
特别是在严重缺水地区，如果洗衣过程本身不再引入洗涤剂，那么产生的废水将更容易被直接回用于农业生产等场景，从而在保障个人基本卫生需求的同时，把更多水资源用于更紧缺、更有意义的地方，实现生活用水与生产用水的双赢。
“我们(这项研究)并不是想表达‘洗涤剂不好’，而是希望从资源与环境保护的角度，提供一种新的思路，看是否能够在保证清洁效果的前提下，减少传统洗衣过程中水资源消耗和废水排放。”研究团队强调说。(完)
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