據物理學家組(zǔ)織網10月18(北京(jīng)時間)日(rì)報道,美國勞倫斯?利弗莫爾國家實驗室(shì)(LLNL)、麻省理工(gōng)學院等多家機(jī)構研(yán)究(jiū)人員正在為(wéi)軍方開發一(yī)種新型製服,這(zhè)種製服的(de)布料用一種新型碳納米管纖維製成,可(kě)防禦化學和生物武器(qì)。
這種布料能從透(tòu)氣狀態迅速轉(zhuǎn)變到防(fáng)護狀態,它的膜上有許多微(wēi)孔,由僅幾納米寬的垂直對稱的碳納米管(CNT)構成,高度透氣,並用一種化學製劑反應功能層進行(háng)了(le)改良。如果直接用化學戰(zhàn)劑攻擊膜表麵,就會引發反應,關閉CNT微孔或讓被汙染的表麵層脫落,使纖(xiān)維轉(zhuǎn)變為防護狀態。
高透(tòu)氣性是防護服的關鍵,能讓士兵在汙染環境中執行任務時免於身體過熱,浪費精力(lì)。目前的軍用防護服是基於重量級的全屏(píng)障保護(hù),或是(shì)滲透吸附保護,無法同時滿足舒適和保護功能兩方麵要求(qiú)。而且對環境危險(xiǎn)是被動應對,而不(bú)是主動防禦(yù)。新材(cái)料利用了碳納米管獨特的傳(chuán)導性,氣體傳導速度比其他同樣大(dà)小的(de)孔要高兩個數量(liàng)級。研究人員展示了一小塊碳納米管膜的樣本,膜上的孔微小而密集,表現出極佳的透氣性。
生物製劑如細菌或病毒,大小都在10納米左右,而製服膜(mó)上的微孔僅幾個納米寬,能很容易地擋住它們。但化(huà)學製劑要小(xiǎo)得多,要求膜(mó)上的微孔能做(zuò)出反應封鎖威脅。他們用化學威脅反應功能組對碳納米管膜(mó)進行(háng)了改良。這種功能組(zǔ)就像門衛一樣,能感知並阻止危險。隨後還有二級反應,纖維和(hé)化學製劑反(fǎn)應後(hòu),會像鱗片那樣一片片剝落下(xià)來。通(tōng)過這些方式,該纖維能擋住化學製劑如芥子氣、神經毒氣、有毒物質如葡萄球菌腸毒素、生物孢子如炭疽等。
“這(zhè)種製服就像一種智能第二皮膚,能對環境作出(chū)反應。”實驗室負責(zé)國防降險署資助項(xiàng)目的首席研究員弗朗西斯科?弗納斯洛說,“它的纖維無需(xū)外部控製係統就能對(duì)環境中的威脅作出反應,進(jìn)行可逆轉換(huàn)。從(cóng)高度透氣變成防護狀態後,能阻止化學藥品的威脅並保持良好透(tòu)氣性。”
這種新製服有望在(zài)10年內野外應用。“開發能對化學威脅作出反應的碳納米管膜,是利用(yòng)新材料潛(qián)能,為國防部提供創新(xīn)解決方案的好例子。”國防降險署動態多功能材料第二皮膚項目的(de)科技主管崔西?哈裏斯說,“這(zhè)種(zhǒng)未來製服能讓我們的軍隊在被生化武器汙染(rǎn)了(le)的(de)環境中安全(quán)操作更(gèng)長時間,成功完成他(tā)們的任(rèn)務。”
總(zǒng)編輯(jí)圈點
電(diàn)影《石破天驚》除了讓人們記住“一(yī)湯(tāng)匙落地,四(sì)到(dào)八個街區無一幸免”的(de)VX毒氣,還有個噴射沙林毒氣的玩(wán)偶,我們全(quán)副武裝的凱奇在密(mì)閉艙拆卸它時,防護服(fú)也在腐蝕。沙林(lín)和VX一樣屬(shǔ)神經毒劑,人體暴露(lù)其中後,藥物“解毒”就隻是解除症狀,很難甚至無法(fǎ)排(pái)清毒素。因而,現今對神經毒劑的防範仍主要依賴物理方式??麵具和防護服。本文中(zhōng)科學家貢獻的新(xīn)材料,靠微孔的尺寸 “卡”住生物分子,用(yòng)“關門”來阻擋更小的化學分子,必然提高了其在毒劑環境中的效果。
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