美開發出防御生化武器的納米布料

據物理學家組織網10月18(北京時間)日報道，美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(LLNL)、麻省理工學院等多家機構研究人員正在為*開發一種新型制服，這種制服的布料用一種新型碳納米管纖維制成，可防御化學和生物武器。

這種布料能從透氣狀態迅速轉變到防護狀態，它的膜上有許多微孔，由僅幾納米寬的垂直對稱的碳納米管(CNT)構成，高度透氣，并用一種化學制劑反應功能層進行了改良。如果直接用化學戰劑攻擊膜表面，就會引發反應，關閉CNT微孔或讓被污染的表面層脫落，使纖維轉變為防護狀態。

高透氣性是防護服的關鍵，能讓士兵在污染環境中執行任務時免于身體過熱，浪費精力。目前的軍用防護服是基于重量級的全屏障保護，或是滲透吸附保護，無法同時滿足舒適和保護功能兩方面要求。而且對環境危險是被動應對，而不是主動防御。新材料利用了碳納米管*的傳導性，氣體傳導速度比其他同樣大小的孔要高兩個數量級。研究人員展示了一小塊碳納米管膜的樣本，膜上的孔微小而密集，表現出的透氣性。

生物制劑如細菌或病毒，大小都在10納米左右，而制服膜上的微孔僅幾個納米寬，能很容易地擋住它們。但化學制劑要小得多，要求膜上的微孔能做出反應封鎖威脅。他們用化學威脅反應功能組對碳納米管膜進行了改良。這種功能組就像門衛一樣，能感知并阻止危險。隨后還有二級反應，纖維和化學制劑反應后，會像鱗片那樣一片片剝落下來。通過這些方式，該纖維能擋住化學制劑如芥子氣、神經毒氣、有毒物質如葡萄球菌腸毒素、生物孢子如炭疽等。

“這種制服就像一種智能第二皮膚，能對環境作出反應。”實驗室負責國防降險署資助項目的研究員弗朗西斯科·弗納斯洛說，“它的纖維無需外部控制系統就能對環境中的威脅作出反應，進行可逆轉換。從高度透氣變成防護狀態后，能阻止化學藥品的威脅并保持良好透氣性。”

這種新制服有望在10年內野外應用。“開發能對化學威脅作出反應的碳納米管膜，是利用新材料潛能，為國防部提供創新解決方案的好例子。”國防降險署動態多功能材料第二皮膚項目的科技主管崔西·哈里斯說，“這種未來制服能讓我們的*在被生化武器污染了的環境中安全操作更長時間，成功完成他們的任務。”