Pewnego dnia ochronne kombinezony, pokryte samonaprawiającymi się, cienkimi powłokami, będą chronić rolników przed pestycydami, żołnierzy przed atakami chemicznymi, a pracowników fabryk przed wyciekami toksycznych substancji. Marzenia? Nie! Naukowcy z USA twierdzą, że to bardzo realny scenariusz.
Fot. Jean Scheijen / freeimages.com
Jak wyjaśnia prof. Melik C. Demirel z Wydziału Inżynierii i Mechaniki Pennsylvania State University, dzisiejsi projektanci mody używają naturalnych włókien białkowych, takich jak wełna czy jedwab, które są drogie, a do tego nie mają zdolności samonaprawy. Celem zespołu prof. Demirela były tradycyjne tkaniny, które dzięki odpowiednim modyfikacjom zyskują tę zdolność. Udało się – dzięki specjalnej powłoce.
Jej skład, właściwości oraz proces jej aplikacji opisano w czasopiśmie „ACS Applied Materials & Interfaces”. Materiał, który ma zostać pokryty, jest zanurzany w kilku różnych kąpielach, tak aby powstała polielektrolitowa powłoka o strukturze warstwowej. Nanoszenie powłoki odbywa się w warunkach otoczenia, przy użyciu bezpiecznych rozpuszczalników oraz niewielkim kosztem – proces można bez problemu przystosować do produkcji wielkoskalowej.
Na straży bezpieczeństwa – enzymy
Kluczowym składnikiem powłoki są enzymy, dzięki którym dochodzi do rozkładu określonych związków chemicznych. W swoim eksperymencie naukowcy wykorzystali ureazę – enzym, który rozkłada mocznik do amoniaku i dwutlenku węgla. W praktyce jednak stosowane będą enzymy dopasowane do konkretnych zastosowań. Jak mówi prof. Demirel:
Otrzymaliśmy w ten sposób samonaprawiająca się powłokę z enkapsulowanymi cząsteczkami enzymu, który rozkłada toksyny jeszcze zanim dotrą do skóry. Powleczona nią tkanina gwarantuje więc stuprocentowe bezpieczeństwo.
Wiele toksycznych substancji może być absorbowanych przez skórę, a kontakt z nimi bywa śmiertelny. Do takich związków należą fosforany organiczne, które są stosowane jako herbicydy i insektycydy. Wystarczy jednak tkanina z powłoką zawierającą rozkładającą je hydrolazę, aby całkowicie wyeliminować ryzyko.
Samonaprawa przy każdym praniu
A co z samonaprawą? Polimery typu SRT (ang. squid ring teeth), zastosowane w tym wypadku, ulegają samonaprawie pod wpływem wody, tak więc wystarczy wyprać strój, aby odbudować mikrouszkodzenia na powierzchni.
Powłoka jest bardzo cienka – jej grubość nie przekracza jednego mikrometra, dlatego, jak zapewnia prof. Demirel, na co dzień jest całkowicie niezauważalna. Może być stosowana do ochrony pracowników zakładów przemysłowych – wyposażona w zestaw enzymów, rozkładających toksyny stosowane w miejscu pracy – a także np. w szpitalach, na opatrunkach, gwarantując szybkie i czyste gojenie ran. Prof. Demirel podsumowuje:
To unikatowa technologia – pierwsza na świecie tkanina ze zdolnością samonaprawy.
Źródło: european-coatings.com
