具有单向导湿功能的纺织品可以将人体汗液从皮肤表面排出，这对改善人体的热舒适性和湿舒适性具有重要作用，对人体健康至关重要。目前报道的具有单向导湿功能的纺织品有非织造布和机织物两类。其中具有良好柔韧性和透气性的单向导湿非织造布在个人干燥冷却的服装领域等取得了很大进展。然而，非织造布的力学性能往往较差，这限制了其应用范围。相比之下，单向导湿机织物因具有良好的力学性能、稳定的结构和连续的导湿性能，近年来受到了许多研究者的关注。然而，现有的单向导湿机织物大多通过后整理的方法生产，整理剂多为含氟物质，会造成环境污染和健康问题。

  近日，西安工程大学樊威课题组和清华大学张莹莹课题组通过三维机织和等离子体处理技术，合作设计出一种具有优异单向导湿功能和力学性能的三向正交机织物（3DOWF）。这是一种多层整体结构，具有很强的可设计性和优异的机械性能的机织物，其中每一层可以由特定类型的纱线形成，如：聚酯纱线（第一层）、棉纱纱线（第二层）和粘胶纱线（第三层），第一层到第三层的吸水能力逐渐增强（图1）。该梯度吸湿设计可允许水滴自发地从疏水层（第一层）渗透到亲水层（第三层），相反，水滴不会从亲水层渗透至疏水层（图2）。此外，Z方向上的异型截面Coolmax纱线具有优异的芯吸效应，能够加快水传输的速率，同时对3DOWF疏水侧进行等离子体处理可以减小润湿时间（图3）。

  水滴从3DOWF的疏水侧到亲水侧的渗透速率达到25 μL·s^-1；吸水后的3DOWF表面温度比普通商用棉织物高出2.6 ℃；纬纱和经纱方向的拉伸强度分别为49.62 MPa和18 MPa，这是迄今为止报告的具有最快水传输速率、最佳保温性和最高拉伸强度的单向导湿纺织品（图4）。此外，该3DOWF具有原料易得、生产成本低、可大规模生产的特点，在表带、背包带、鞋垫和其他功能性纺织品中具有巨大的应用潜力（图5）。

图1 三向正交机织物（3DOWF）的结构示意图

图2 3DOWF的单向导湿性能

图3 3DOWF的单向导湿机理

图4 3DOWF的湿热舒适性和力学性能

图5 3DOWF的应用展示

  近日该工作以“Superior Unidirectional Water Transport and Mechanically Stable 3D Orthogonal Woven Fabric for Human Body Moisture and Thermal Management”为题目发表在Small（DOI：10.1002/smll.202107150）上，并且被选为该期的Back Cover。文章第一作者兼通讯作者是西安工程大学樊威教授，共同通讯作者为清华大学张莹莹副教授，樊威教授团队教师张小林、余灵婕博士，硕士生张阁、陈维纯参与了工作，合作者包括北京纳米能源所董凯副研究员，清华大学张莹莹课题组博士生梁晓平。该工作得到国家自然科学基金、陕西省“千人计划”青年项目、纺织之光基础研究计划、陕西省创新能力支持计划的支持。

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202107150