用于定向蒸汽传输的纤维状热响应 Janus 膜
应用物理
2023-01-03 v1
摘要
服装的穿着舒适度高度依赖于纺织品的水分管理及其相应的传输特性。在当今使用的纺织品中，水蒸气透过率（WVT）主要取决于贴近皮肤的衣层的孔隙率和润湿性，且不能随环境条件自适应或响应。WVT 在膜两侧不可避免地相同。在本研究中，我们提出一种新方法，通过静电纺丝工艺开发热响应 Janus 膜。为此，我们以 PVDF 作为一层、PVDF 与 PNIPAM 的共混物作为第二层，靶向一种双层复合结构膜，其在生理温度范围内改变润湿特性。定制的静电纺丝条件形成了自支撑膜，Janus 膜两层均含 400nm 纤维直径、50% 孔隙率。WVT 研究表明，Janus 膜的定向润湿性与温度响应特性的联合效应导致了温度依赖的蒸汽传输。结果显示，当 PVDF 侧面向皮肤（即高湿度侧）时，膜在一系列温度下对 WVT 的阻力最小。然而，当共混物侧面向皮肤时，同一膜表现出温度依赖的 WVT 行为。从 25°C 室温升至 35°C 高温时，膜对 WVT 的阻力显著增加。该行为归因于 Janus 构造与热响应特性的联合效应。这种温度控制的差异蒸汽传输为独立于环境条件自适应蒸汽传输提供了途径，从而提升穿着舒适度与性能，可应用于服装或包装工业等领域。
引用
@article{arxiv.2301.00348,
title = {Fibrous thermoresponsive Janus membranes for directional vapor transport},
author = {Anupama Sargur Ranganath and Avinash Baji and Giuseppino Fortunato and René M. Rossi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.00348},
year = {2023}
}
备注
20 pages, 8 figures