美开发防御生化武器的纳米布料

根据物理学家网络10月18日(北京时间)的一份报告，来自劳伦斯利弗莫尔国家实验室、麻省理工学院和美国其他机构的研究人员正在开发一种新的军装。这种制服的面料是由一种新型的碳纳米管纤维制成的，可以抵御化学和生物武器。

该织物可以迅速从透气状态变为保护状态。它的膜有许多微孔，由只有几纳米宽的垂直对称碳纳米管组成。它具有高度透气性，并通过化学反应功能层进行了改进。如果化学战剂直接用于攻击薄膜表面，反应将被触发，碳纳米管微孔将被封闭，或者被污染的表面层将脱落，纤维将变成保护状态。

高渗透性是防护服的关键，它可以防止士兵在污染环境中执行任务时过热和浪费能量。目前的军用防护服是基于重量级全屏障防护或渗透吸附防护，不能同时满足舒适性和防护功能的要求。此外，它是对环境危害的被动反应，而不是主动防御。这种新材料利用了碳纳米管独特的导电性，其气体传导速度比相同尺寸的其他孔高两个数量级。研究人员展示了一小块碳纳米管薄膜的样本，它具有微小而致密的孔隙，表现出优异的透气性。

细菌或病毒等生物制剂的大小都在10纳米左右，而均匀膜上的微孔只有几纳米宽，很容易堵塞。然而，化学制剂要小得多，需要膜上的微孔来反应和阻挡威胁。他们用化学威胁反应功能团改进了碳纳米管薄膜。这个功能组像看门人一样，能够感知和预防危险。然后是第二个反应。纤维与化学试剂反应后，会像鳞片一样剥落。通过这些方式，纤维可以阻断化学药剂如芥子气、神经毒气、有毒物质如葡萄球菌肠毒素、生物孢子如炭疽等。

"这套制服就像一个智能的第二层皮肤，可以对环境做出反应."“它的纤维可以在没有外部控制系统的情况下对环境中的威胁做出反应，并且可以可逆地转换，”该实验室负责国防健康保险局资助项目的首席研究员弗朗西斯科·沃尔纳斯洛说。从高度透气状态转变为保护状态后，它可以防止化学物质的威胁并保持良好的透气性。"

这种新制服有望在10年内投入使用。“开发能够应对化学威胁的碳纳米管薄膜是利用新材料潜力为国防部提供创新解决方案的一个很好的例子。”美国国防健康保险局动态多功能材料第二皮肤项目的科技总监特里西·哈里斯说:“这种未来的制服将使我们的部队能够在一个被生物和化学武器污染的环境中安全地工作更长时间，并成功地完成他们的任务。”

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