Owoc Nano-Krosna

Wykorzystując chemię i nanotechnologię, naukowcy tworzą nową generację ubrań, które nie tylko wyglądają modnie i utrzymują ciepło użytkownika. Już teraz sklepy sprzedają spodnie odporne na plamy dzięki powłoce z nanowąsów oraz pochłaniające zapach skarpetki, które wychwytują drobnoustroje za pomocą nanocząstek.

Teraz naukowcy opracowują ubrania do zastosowań wojskowych i medycznych, które wydają się robić wszystko: blokować toksyny, zabijać bakterie na powierzchni i oddychać wystarczająco, aby umożliwić ucieczkę potu.

Najnowsze osiągnięcie, współpraca naukowców z Cornell University i University of California w Davis, łączy porowate membrany i zabijające bakterie cząsteczki polimerów. Wyniki mogą zapewnić lepszą wydajność w sytuacjach, w których wymagana jest odporność na ciecze lub opary, na przykład w przypadku personelu medycznego lub żołnierzy narażonych na patogeny. Naukowcy planują w tym roku przetestować swoją nową tkaninę na personelu medycznym i wojskowym, a do 2008 roku wprowadzić ją na rynek.

Wykonano wiele pracy w dziedzinie tekstyliów, aby opracować kombinacje materiałów, które zapewniają wysokie właściwości funkcjonalne, mówi Kay Obendorf, profesor chemii tekstyliów w Cornell, która specjalizuje się w chemii powierzchni włókien. Potrzebujemy materiału, który będzie barierą dla bakterii, zmieniając jednocześnie jego toksyczność.

Najnowsza praca miała swoją genezę w 2000 roku, kiedy Gang Sun , profesor tekstyliów i odzieży na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis, wynalazł metodę przyłączania cząsteczek polimerów zawierających chlor, zwanych halamidami, do włókien tekstylnych. Te cząsteczki zabijają bakterie niemal natychmiast po kontakcie. Halamidy są chemicznie takie same jak środki dezynfekujące używane w basenach, mówi Sun. Są bezpieczne w kontakcie ze skórą, zabijają bakterie i pochłaniają zapach.

Dzięki tej technologii firma Sun stworzyła w 2000 roku prototypowe skarpetki bez zapachu i wykazał, że zwalczające bakterie halamidy można reaktywować, po prostu dodając do prania trochę domowego wybielacza. W 2001 roku udzielił licencji na technologię Vanson HaloSource, firmie bionaukowej z Redmond w stanie Waszyngton, która wykorzystuje technologię opartą na halamidzie do zastosowań komercyjnych. Vanson HaloSource z powodzeniem opracował antybakteryjne prześcieradła i waciki do użytku medycznego, a także dał firmie Sun prawie 400 000 dolarów na kontynuowanie badań.

Sun powiedział, że wiedział, że wojsko opracowało już odzież ochronną wykorzystującą porowate membrany, aby powstrzymać przenikanie czynników biologicznych, takich jak bakterie. Jednak niektóre środki nadal tkwią na zewnętrznej powierzchni munduru, co może prowadzić do zagrożenia skażeniem. Nawiązując współpracę z Obendorf w 2005 roku, Sun wykorzystał tę istniejącą technologię, dołączając molekuły halamidu do porowatych membran. Te hybrydowe materiały będą teraz nakładane jako powłoka na tkaninę, dzięki czemu zatrzymują i zabijają śmiercionośne czynniki, takie jak wąglik.

Oto jak to zrobili: Zaczęli od porowatych membran wykonanych z poliuretanu, substancji, która ma wytrzymałość i elastyczność – właściwości przydatne w tkaninach takich jak spandex. Następnie zaszczepili się na warstwie cząsteczek halamidu, tworząc trwałe wiązanie chemiczne między dwoma odmiennymi materiałami. Dołączona warstwa halamidowa ma powinowactwo do cieczy. Kiedy płyn uderza w materiał hybrydowy, warstwa ta pęcznieje, pochłaniając toksyny, które mogą znajdować się w płynie. To zapewni najwyższą ochronę, powiedział Sun. Możemy wchłonąć, złapać i zabić bakterie.

Sun i Obendorf zoptymalizowali również rozmiar porów membrany, aby umożliwić przenikanie potu, jednocześnie blokując bakterie, które są znacznie większe. Pocenie tworzy kropelki pary o średnicy mniejszej niż nanometr – odpowiednik kilku par atomów ustawionych w rzędzie. Na przykład bakteria wąglika ma wielkość około jednego mikrometra.

Pionierska praca Gang Sun stanowi jeden z największych sukcesów badań sponsorowanych przez National Textile Center, powiedział Martin Jacobs, dyrektor wykonawczy Narodowe Centrum Tekstylne , finansowane z budżetu federalnego konsorcjum badawcze ośmiu amerykańskich uniwersytetów. NTC przyznało Sun i Obendorfowi 300 000 dolarów na stworzenie tych materiałów. Wygenerował zainteresowanie zarówno komercyjnymi, jak i amerykańskimi siłami powietrznymi.

Sun powiedział, że ostatecznie odzież ta może chronić żołnierzy, pracowników medycznych i cywilów przed krzywdą. On i Obendorf współpracują również z National Textile Center nad opracowaniem tkanin dla pracowników rolnych narażonych na działanie pestycydów w środowisku o wysokich temperaturach i wysokiej wilgotności, i mają nadzieję, że w ciągu dwóch lat wprowadzą swoje tekstylia na rynek do wszystkich zastosowań. Jeśli istnieje potencjalne ryzyko, powiedział Sun, technologie te mogą zapewnić najlepszą ochronę.

ukryć