如图中所示，为不同液体在涂有H1F7Ma-co-DVB聚酯织物上的排斥性：酱油(黑色液滴)、咖啡(棕色液滴)、盐酸(左上透明液滴)、氢氧化钠(右下透明液滴)和水(其余透明液滴)。图片来源：Varanasi和Gleason研究小组
从雨衣到军用帐篷，防水面料都是必不可少的。但传统意义上的防水涂料已被证实：可长时间在环境中存在，并会在我们的身体中积累。因此，出于安全考虑，传统涂料在不久的将来很可能会被淘汰。如果研究人员能够找到安全的替代品，这就会有一个巨大空白有待填补。
而现在，麻省理工学院的一个研究小组提出了一个很有希望的解决方案：他们发现存在这样一种涂料，它不仅增加了诸如棉花和丝绸等天然纤维的防水效果，而且还比现有的涂料表现更为优异。麻省理工学院教授Kripa Varanasi和Karen Gleason、前麻省理工学院博士后Dan Soto以及另外两位教授在《高级功能材料》杂志上发表了上述新发现。
Varanasi教授解释说，“这一挑战是由环境监管机构推动的。”因为现有的防水化学品正在被逐步淘汰。但事实证明，他所在团队的替代材料实际上比传统材料要好得多。
Varanasi是机械工程的副教授，他说：“多数宣传说‘防水’的面料实际上只是疏水的。也就是说，如果你站在雨中，雨水最终会通过这些面料。我们最终的目标是驱逐液滴，也就是让液滴反弹回来。”他说新涂料更接近这个目标。
由于它们在环境和身体组织中累积的方式，EPA正修订几十年来一直是行业标准的长链聚合物法规。Varanasi说：“它们无处不在，而且不易进行降解。”
图中所示为涂有涂料的表面（左侧）和未经处理表面（右侧）上液滴的比较。图片来源：Varanasi和Gleason研究小组
目前用来制造织物防水性的涂料，通常由具有全氟侧链的长聚合物组成。麻烦的是，已研究过的短链聚合物并不像长链聚合物那样具有防水（或疏水）效应。现有涂料的另一个问题是它们是基于液体的，所以织物必须浸入液体，然后再进行干燥。Varanasi说，这样会堵塞织物上的所有毛孔，这样织物就不能像以前那样舒展开了。因此这就需要第二个制造步骤，即空气通过织物以重新打开这些气孔。而这样做的话便会增加制造成本，同时会丧失某些防水效果。
研究表明，含少于8个全氟碳基团的聚合物不会像那些拥有8个或更多碳原子的聚合物那样，可在环境中持续存在并在生物体中积累。而这些具有最多碳基团的聚合物 却是目前使用范围最广的。Varanasi解释说，麻省理工学院的研究小组所做的是将两件事结合起来：一种短链聚合物，它本身就具有一些疏水性，并可以通过一些额外的化学处理使其疏水性能得到增强；另一种不同的涂层处理工艺，叫做启动化学气相沉积(iCVD)，是近年来由论文合著者Karen Gleason和她的同事研发出的技术。Gleason是麻省理工学院的化学工程教授和助理教务长。Varanasi说，找到了最好的短链聚合物，并使聚合物与iCVD法相结合成为可能。这两点主要归功于Soto，他是论文的主要作者。
使用iCVD涂层工艺，该工艺不涉及任何液体，可在低温下进行，可生成非常薄、分布均匀的涂层。涂层具有纤维骨架，不会导致任何孔隙堵塞，从而无需第二个处理阶段以重新打开毛孔。然后，可以添加额外的处理步骤—表面喷砂处理，作为可选工艺以进一步提高防水性能。Soto说道：“最大的挑战是找到性能、耐久性和iCVD兼容性的最佳平衡点，以期实现最好的性能。”
Varanasi说，该工艺可适用于不同种类的织物，包括棉、尼龙和亚麻，甚至在纸张等非织物材料上也具有各种潜在前景。该系统已经过不同类型的织物以及在这些织物上进行不同编织图案的测试。他说：“许多面料都能从这种技术中获益。另外，该项技术还具有很多其他潜力。”
涂层表面的测试表明，它在标准防雨测试中获得了满分。该涂料可适用于各种基材，如织物、纸张和纳米结构硅等材料。图片来源：Varanasi和Gleason研究小组
涂层织物在实验室中经受住了一系列测试，包括工业上使用的标准防雨测试。这些材料不仅被水轰击，而且被各种其他液体轰击，包括咖啡、番茄酱、氢氧化钠和其他各种酸、碱，但是这些涂层织物都能很好地击退这些液体的轰击。
镀有该涂料的材料经反复清洗也未发生退化，通过了严格的磨损试验——重复10,000次后涂层并没有发生损坏。最终在严重的磨损下，他说道，“虽然纤维会被损坏，但涂层不会”。
该团队还包括前博士后Asli Ugur和Taylor Farnham，他们计划继续致力于优化化学配方，使其达到最佳的防水效果，并希望将这项有待申请专利的技术授权给现有的面料和服装公司。这项研究得到了麻省理工学院Deshpande技术创新中心的支持。
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