近日，江南大学纺织科学与工程学院/针织技术教育部工程研究中心蒋高明教授团队在综合性国际期刊《Nature Communications》上发表题为“Biomimetic Janus Membrane with Spongy Channels for Directional Liquid Transport”的期刊论文。实现了江南大学纺织科学与工程学院以第一单位在Nature子刊发表论文零的突破。

   江南大学纺织科学与工程学院2022级硕士研究生邝小菊（指导教师：马丕波）与澳大利亚皇家墨尔本理工大学张振方博士为论文共同第一作者；江南大学马丕波教授、贺海军副教授与新加坡国立大学Seeram Ramakrishna教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（52303054, 52373058），江苏省自然科学基金（BK20231056），中国博士后科学基金（2022TQ0123），中央高校基本科研业务费（JUSRP123005）等项目资助。

论文全文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-64964-0

1.文字概述

    在“健康中国”战略推动全民健身与“轻户外”生活方式蓬勃兴起的双重背景下，单向导湿功能纺织品的重要性日益凸显。通过构建皮肤表面的“动态干爽区”，主动将汗液迅速排出体外，从而有效防止因汗液滞留导致的失温风险，为大众运动安全与舒适提供保障。然而，目前该类产品在实际应用中仍面临关键技术瓶颈：由于表面蒸发性能不足，导致水分传导效率显著降低，使穿着者产生明显的湿热感和粘腻感，整体舒适度欠佳。这一问题在专业运动员高强度训练或比赛场景中尤为突出——大量汗液无法被及时有效地导出和蒸发，严重阻碍人体散热调节，不仅影响体温平衡，更直接制约运动表现的稳定性与持续性。

针织中心研究团队受植物蒸腾作用中叶片多级孔隙结构与液体输运机制的启发，创新设计出一种集成“纵向传输通道+海绵状连通孔洞”的Janus纳米纤维膜。通过引入三维螺旋纳米纤维膜作为中间功能层，成功构建了类叶片海绵组织结构。该结构能够将皮肤表面的汗液迅速抽离并定向传输且存储，从而确保皮肤接触面的持久干爽。随后，存储水分由蒸发界面驱动，通过上表层纵向通道逐步排出，实现了“高效导湿”与“自主蒸发”两个过程的解耦与分步进行，有效突破了传统面料因表面蒸发性能不足而制约液体传输效率的技术难题。同时，利用多巴胺介导界面调控策略，协同优化膜层的孔隙结构与润湿性能，实现了纤维膜液体定向传输行为可控定制。该Janus纤维膜表现出卓越的综合性能：单向传输指数（MMT）高达1250%，油水分离效率达到98.92%，并具备13860.77 L·m?2·h?1的高通量分离能力。此外，该膜可与传统机织或针织面料复合，在保持织物原有柔软性与穿着舒适度的基础上，显著提升其湿度管理能力（透湿量增加59%）与热管理性能（降温达3.3 ℃），为穿着者营造持久干爽的微气候环境。

    这项研究通过材料-结构一体化的梯度设计，成功将仿生螺旋结构、多级孔隙调控与不对称润湿性进行系统性整合，为开发下一代高性能单向导湿材料提供了创新性的解决方案。该技术不仅在功能性纺织品领域具有突破性意义——能够实现更高效的人体热湿管理，同时在工业油污处理、大气雾气收集等多元场景也展现出广阔的应用前景，标志着液体定向传输控制技术向实际应用迈出了关键一步。

2.图文导读

图1 Janus复合纤维膜的三维结构设计及液体定向传输性能