211service.com
Frukten av Nano-vävstolen
Genom att utnyttja kemi och nanoteknik skapar forskare en ny generation kläder som gör mer än att se moderiktiga ut och hålla bäraren varm. Redan nu säljer butiker byxor som motstår fläckar tack vare beläggningar gjorda av nanowhiskers och luktätande strumpor som fångar mikrober med hjälp av nanopartiklar.
Nu utvecklar forskare kläder för militära och medicinska tillämpningar som verkar göra allt: blockera gifter, döda bakterier på ytan och andas tillräckligt för att svett ska kunna fly.
Det senaste framsteg, ett samarbete mellan forskare vid Cornell University och University of California, Davis, syr ihop porösa membran och bakteriedödande polymermolekyler. Resultaten kan ge förbättrad prestanda för situationer där motståndskraft mot vätska eller ånga behövs, till exempel för medicinsk personal eller soldater som exponeras för patogener. Forskarna planerar att testa sitt nya tyg på medicinsk och militär personal i år och att kommersialisera tyget till 2008.
Det har lagts ner mycket arbete inom textilier för att komma fram till kombinationer av material som ger höga funktionella egenskaper, säger Kay Obendorf, textilkemiprofessor vid Cornell som är specialiserad på fibrers ytkemi. Vi behöver ett material som kommer att vara en barriär för bakterier samtidigt som det ändrar dess toxicitetsnivå.
Det senaste verket hade sin tillkomst år 2000, då Gäng Sun , en professor i textilier och kläder vid University of California, Davis, uppfann en metod för att fästa klorhaltiga polymermolekyler, kallade halamider, till textilfibrer. Dessa molekyler dödar bakterier nästan omedelbart vid kontakt. Halamider är kemiskt desamma som desinfektionsmedlet som används i simbassänger, säger Sun. De är säkra för kontakt med huden, dödar bakterier och absorberar lukt.
Med den här tekniken skapade Sun prototyper av luktfria strumpor år 2000 och visade att bakteriebekämpande halamider kunde återaktiveras genom att helt enkelt tillsätta lite hushållsblekmedel till tvätten. 2001 licensierade han tekniken till Vanson HaloSource, ett Redmond, WA-baserat biovetenskapsföretag som använder halogenamidbaserad teknologi för kommersiella tillämpningar. Vanson HaloSource har framgångsrikt utvecklat antibakteriella lakan och bomullsrondeller för medicinskt bruk, och det har också gett Sun nästan 400 000 dollar för att fortsätta sin forskning.
Sun sa att han visste att militären redan hade utvecklat skyddskläder med porösa membran för att stoppa inträngningen av biologiska ämnen som bakterier. Men vissa agenter skulle fortfarande sitta fast på utsidan av uniformen, vilket kan leda till ett föroreningshot. Genom att samarbeta med Obendorf 2005 byggde Sun på denna befintliga teknik genom att fästa halamidmolekyler på porösa membran. Dessa hybridmaterial kommer nu att appliceras som en beläggning på tyg, och därigenom fånga och döda dödliga ämnen som mjältbrand.
Så här gjorde de: De började med porösa membran gjorda av polyuretan, ett ämne som har styrka och elasticitet – användbara egenskaper i tyger som spandex. Sedan ympade de på ett lager av halamidmolekyler och bildade en permanent kemisk bindning mellan de två olika materialen. Det fästa halogenamidskiktet har en affinitet för vätska. När en vätska träffar hybridmaterialet sväller detta lager och absorberar gifter som kan finnas i vätskan. Detta kommer att ge det ultimata skyddet, sa Sun. Vi kan absorbera, fånga och döda bakterierna.
Sun och Obendorf optimerade också membranets porstorlek för att tillåta svett att passera igenom, samtidigt som de blockerade bakterier, som är mycket större. Svett bildar ångdroppar mindre än en nanometer i diameter - motsvarande några par atomer i rad. En mjältbrandsbakterie är till exempel cirka en mikrometer stor.
Gang Suns banbrytande arbete representerar en av de stora framgångarna för National Textile Center-sponsrad forskning, säger Martin Jacobs, verkställande direktör för Nationellt textilcentrum , ett federalt finansierat forskningskonsortium av åtta amerikanska universitet. NTC beviljade Sun och Obendorf $300 000 för att skapa dessa material. Han har skapat både kommersiellt och US Air Force-intresse.
I slutändan, sa Sun, kan dessa plagg skydda soldater, sjukvårdspersonal och civila från skada. Han och Obendorf arbetar också med National Textile Center för att utveckla tyger för jordbruksarbetare som exponeras för bekämpningsmedel i en miljö med höga temperaturer och hög luftfuktighet, och hoppas kunna ta ut sina textilier på marknaden för alla applikationer om två år. Om det finns en potentiell risk, sa Sun, kan dessa tekniker ge det bästa skyddet.