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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，常常會感到渾身發(fā)熱，四肢無力，因此，高透氣性是作戰(zhàn)防護服裝的一個重要性能。當(dāng)前的防護軍裝是采用高重量的全面防護，或是穿戴不舒適的透氣服裝，而且這些防護服對環(huán)境威脅只能形成被動響應(yīng)。

美國勞倫斯利物莫國家實驗室（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，通過實驗證明，這些薄膜材料可以輸送的水汽遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過那些商業(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特的傳輸特性。通過對薄膜的水汽滲透率的定量測試，研究小組首次發(fā)現(xiàn)，通過濃度梯度作為驅(qū)動力，碳納米管納米通道可以始終保持高于超過一個數(shù)量級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”對碳納米管復(fù)合薄膜進行表面改性。這些官能團如同把守微孔的“守門員”，能夠“感知”并屏蔽化學(xué)試劑威脅。此外，科學(xué)家們正在開發(fā)另外一種防護響應(yīng)機制，類似人類皮膚受到外界傷害時發(fā)生脫落的自我防護機制，即織物薄膜與化學(xué)試劑反應(yīng)后發(fā)生脫落。

國防威脅降低局（DTRA）“第二皮膚”項目動態(tài)多功能材料科技主管崔西·維特菲爾德表示，該科技項目的目標(biāo)是為未來戰(zhàn)爭化學(xué)生物防護服的開發(fā)提供一種聚焦的、創(chuàng)新性技術(shù)解決方案。作為評價技術(shù)成熟度的關(guān)鍵里程碑，該新材料的樣品評估將在2018年初進行。

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