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軍事人員在污染嚴(yán)重的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)時(shí)，常常會(huì)感到渾身發(fā)熱，四肢無(wú)力，因此，高透氣性是作戰(zhàn)防護(hù)服裝的一個(gè)重要性能。當(dāng)前的防護(hù)軍裝是采用高重量的全面防護(hù)，或是穿戴不舒適的透氣服裝，而且這些防護(hù)服對(duì)環(huán)境威脅只能形成被動(dòng)響應(yīng)。

美國(guó)勞倫斯利物莫國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）的研究小組研制了一種柔性高分子薄膜，表面采用整齊排列的碳納米管通道作為水汽傳輸孔。這些孔的直徑小于5納米，只有人頭發(fā)寬度的1/5000。研究負(fù)責(zé)人表示，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，這些薄膜材料可以輸送的水汽遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)那些商業(yè)透氣材料。盡管碳納米管僅有數(shù)納米寬，但它的透氣性卻非常好。為了實(shí)現(xiàn)高透氣性，這種新型復(fù)合材料利用了碳納米管微孔的獨(dú)特的傳輸特性。通過(guò)對(duì)薄膜的水汽滲透率的定量測(cè)試，研究小組首次發(fā)現(xiàn)，通過(guò)濃度梯度作為驅(qū)動(dòng)力，碳納米管納米通道可以始終保持高于超過(guò)一個(gè)數(shù)量級(jí)濃度梯度的氣體滲透率。由于具有非常小的孔徑，這些薄膜同時(shí)也能有效阻擋生化試劑的滲透（生物武器的細(xì)菌或病毒的尺寸遠(yuǎn)大于10納米）。因此，該薄膜通過(guò)分子篩的原理屏蔽病菌滲透，而不是防止?jié)櫇竦姆椒ā?

然而，化學(xué)試劑的分子尺寸遠(yuǎn)小于薄膜孔徑，需要薄膜微孔通過(guò)化學(xué)反應(yīng)分解化學(xué)試劑，消除威脅。LLNL科學(xué)家使用一些“化學(xué)試劑響應(yīng)官能團(tuán)”對(duì)碳納米管復(fù)合薄膜進(jìn)行表面改性。這些官能團(tuán)如同把守微孔的“守門(mén)員”，能夠“感知”并屏蔽化學(xué)試劑威脅。此外，科學(xué)家們正在開(kāi)發(fā)另外一種防護(hù)響應(yīng)機(jī)制，類(lèi)似人類(lèi)皮膚受到外界傷害時(shí)發(fā)生脫落的自我防護(hù)機(jī)制，即織物薄膜與化學(xué)試劑反應(yīng)后發(fā)生脫落。

國(guó)防威脅降低局（DTRA）“第二皮膚”項(xiàng)目動(dòng)態(tài)多功能材料科技主管崔西·維特菲爾德表示，該科技項(xiàng)目的目標(biāo)是為未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)化學(xué)生物防護(hù)服的開(kāi)發(fā)提供一種聚焦的、創(chuàng)新性技術(shù)解決方案。作為評(píng)價(jià)技術(shù)成熟度的關(guān)鍵里程碑，該新材料的樣品評(píng)估將在2018年初進(jìn)行。

預(yù)計(jì)使用這種新材料的新型防護(hù)軍裝將在10年內(nèi)用于戰(zhàn)場(chǎng)。