Невидимая технология: почему ваша одежда может отталкивать дождь?
Гуляя по улице под дождем, мы часто полагаемся на куртки или ветровки, которые могут «отталкивать воду», но редко задумываемся о научных принципах, стоящих за ними. Водонепроницаемость и водоотталкивающие-свойства текстиля зависят не от одного покрытия или специального волокна, а представляют собой сложную систему, объединяющую науку о материалах, механику жидкостей и физику поверхностей.
Водонепроницаемость ткани по сути означает ее способность противостоять жидкой воде с одной стороны на другую. Эти характеристики в основном определяются тремя факторами: смачиваемостью поверхности волокна, обработкой ткани и влиянием окружающей среды, в которой она используется.
Смачиваемость поверхности волокна имеет основополагающее значение для определения того, является ли ткань «гидрофильной» или «гидрофобной». Когда капля воды падает на поверхность волокна, если угол контакта меньше 90 градусов, волокно легко смачивается, и ткань имеет тенденцию впитывать воду. И наоборот, если угол контакта превышает 90 градусов, волокно обладает водонепроницаемыми свойствами. Важно отметить, что даже если само волокно водонепроницаемо, если структура ткани рыхлая и поры большие, вода все равно может проникать через капилляры. Поэтому по-настоящему эффективные водонепроницаемые ткани часто сочетают гидрофобность волокон с плотной структурой.
Покрытие — распространенный способ улучшить водонепроницаемость тканей. Покрыв поверхность ткани непрерывной,-нерастворимой в воде пленкой, можно эффективно заблокировать проникновение воды. Ранние покрытия, несмотря на свою высокую водонепроницаемость, часто жертвовали воздухопроницаемостью, что приводило к заложенности при ношении. Сегодня в более передовых технологиях используются микропористые водонепроницаемые покрытия, которые сохраняют водонепроницаемость, пропуская при этом влагу, и широко используются в функциональной одежде для активного отдыха.
Факторы окружающей среды также имеют решающее значение. Изменения влажности и температуры особенно влияют на водоотводящие-свойства гидрофильных тканей. В условиях высокой-влажности волокна впитывают влагу и набухают, усиливая капиллярное действие и тем самым повышая водоотталкивающие-свойства ткани. Однако водонепроницаемые ткани меньше подвержены влиянию условий окружающей среды, поскольку их волокна почти не впитывают влагу. Это объясняет, почему одна и та же одежда может проявлять разные водонепроницаемые свойства в разных климатических условиях.
Технология водонепроницаемости и впитывания воды-текстиля — это не только результат технологии материалов, но и разумная реакция человечества на окружающую среду. От плащей до толстовок, от медицинского текстиля до сельскохозяйственных укрывных материалов — этот, казалось бы, незначительный показатель производительности глубоко влияет на функциональность продукта и наш опыт. В следующий раз, когда вы наденете эту «водо-отталкивающую» куртку, возможно, вы вспомните, что она олицетворяет точное сочетание науки и техники.
