STEM X 衣食住行：神奇圍裙 防水防油防污
【明報專訊】香港紡織及成衣研發中心總監(項目發展)姚磊博士(Gloria)說，「防水技術的原理就如lotus effect(荷葉效應)，水珠會在荷葉上滾動而不會黏附葉子，很神奇吧！」，防水、防油、防污漬的布料常用於戶外運動衣，以及容易弄濕和弄污的工作服，例如該中心曾為街市檔販製作防水、防油、防污和防菌的圍裙(圖一)。
■答案：清水
防皺技術
4合1多重防護整理技術包括防水、防油、防污、防皺。Gloria博士表示，防皺技術主要用於天然衣料上，例如棉花，「棉花的分子排列成一條條鏈狀，當中的氫氧根(OH group)與氫氧根之間的黏合處形成分子間氫鍵(hydrogen bonds)，是比較弱的鍵，很易打開」。當氫氧根錯位時，排列不再平整，衣服便有皺褶。
「現時的防皺衣服，例如男士恤衫，水準已達到從洗衣機取出來已像熨過一樣」。
■STEM原理
穩定小分子保持衣服挺直
在布料上加上化學物質，在兩個OH group之間加入比較穩定的小分子，小分子與OH group的黏合處不易分開，布料的鏈狀分子排列便不易彎曲，令衣服保持挺直。「正常環境下，這個(連接)不會打開，除非用化學物質將它截斷。」
防水防油防污整理技術
經防水、防油、防污整理技術處理的布料，水及油會在表面流走，若有污漬，用水冲洗或紙巾抹走，便可輕易除污。Gloria博士就用水冲走茄汁。(圖二)
生物功能襪
利用同一原理，布料的其中一面經疏水處理，水分子不會停留，另一面未經處理的則屬親水，即會保存水分子。Gloria博士解釋：「替長者製造保濕襪子時，親水的一面貼着皮膚，可令皮膚表面保持濕潤，不易龜裂。」相反，製作運動襪及衣服時，疏水一面貼着皮膚，排汗後皮膚仍可保持乾爽。「同一項技術，有不同的運用，便能達至不同目的了！」
■STEM原理
長形分子阻水油污漬黏附
於布料上塗上化學物質，常用的有聚四氟乙烯(PTFE，易潔廚具常用的不黏塗層物料之一)，於布的表面形成長形的分子結構，且排列緊密。因長形分子裏保持了許多空氣，水、油、污漬等就不能黏附布料。(圖三)
近年發現聚四氟乙烯等含氟化學品對人體心臟、肝臟、免疫系統等可能有不良影響，故漸漸被非含氟化學品取代。
「自動」清潔技術
不用清洗、抹擦，也可令布料上的污漬消失，有何妙計呢？Gloria博士說，把化學物質如二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)等塗在布料上便可。只需要陽光的紫外線或室內燈光照射，布料就具有清潔(self-cleaning)效果，污漬會慢慢淡化。有老人院舍的牀單和窗簾便應用了此項技術，可減少清洗次數。
曬一曬分解污漬
吸收了紫外線或光的能量後，TiO2、ZnO的氧原子會與污漬產生氧化反應，水、油等被氧化，變成水分及二氧化碳，便會從布料上消失。不同污漬的效果各異，油分、蛋白質含量較高的污漬因較難與氧原子產生化學反應，分解時間較長。(圖四)
■想一想
1. 你最期望有哪種衣料新發明？為什麼？
2. 你穿什麼服飾時感覺最舒適？它用什麼物料製成？
■關鍵詞
防水 water repelling
防皺 wrinkle-free
塗層 coating
文：曾嘉敏
圖：李紹昌、機構提供
[常識學堂 第99期]
