原子层沉积Al₂O₃/TiO₂多层膜在丝上,以提供高效的紫外线屏蔽性能

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 织工程 织工程 织工程
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 丝纤维提供了出色的机械性能和舒适性,但由于紫外线 (UV) 光的稳定性较差.
• 现有的抗紫外线表面修改往往会损害丝的舒适性.
• 在不牺牲舒适性的情况下开发抗UV丝对于先进的织应用至关重要.

研究的目的:

• 开发一种新的方法来提高丝纤维的紫外线稳定性.
• 为了在紫外线保护处理后保持丝固有的舒适性.
• 为高性能功能化丝提供可扩展的技术.

主要方法:

• 使用改性原子层沉积 (ALD) 技术,在丝纤维上制造一层超薄的氧化 (Al2O3) /二氧化 (TiO2) 涂层 (120 nm).
• 涂层丝在高温 (>200°C) 下暴露在强烈的紫外线 (640mW/cm2) 下6小时,以评估耐用性.
• 对改性丝的机械性能,佩戴舒适性,洗衣耐用性,热稳定性,化学稳定性和阻燃性进行评估.

主要成果:

• 经过严重的紫外线和热暴露后,ALD涂层的丝保持了61.1%的原始性,显著优于现有方法.
• 增强的紫外线抵抗性归因于多层紫外线反射的协同效应,Al2O3的基质清除,以及Al2O3/TiO2膜的热屏蔽.
• 改性丝具有优异的多循环洗耐用性,热和化学稳定性,阻燃性,重要的是,穿着舒适度没有显著变化.

结论:

• 通过ALD开发的层超薄Al2O3/TiO2涂层有效地为丝纤维赋予了优越的紫外线稳定性.
• 这种创新的表面修改保留了丝的舒适性,同时提高了其耐用性和功能.
• 该研究提供了一个有希望的原则和技术指导,用于创建高性能,多功能纤维和设备.