• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nanomitex, czyli nowe życie materiałów włókienniczych

    25.02.2010. 16:20
    opublikowane przez: Piotr aewski-Banaszak

    Polscy naukowcy pracują nad materiałami włókienniczymi, które same się oczyszczą, zabezpieczą nas przed wirusami, a nawet ogniem. Liderem projektu "Nanomitex - Funkcjonalne nano- i mikromateriały włókiennicze" jest łódzki Instytut Włókiennictwa, który nad nowoczesnymi materiałami będzie pracował do 2012 roku wraz z czterema polskimi partnerami.

    Na realizację badań naukowcy otrzymali ponad 21 mln złotych ze środków Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka.

    Jak powiedziała PAP kierownik projektu dr Małgorzata Cieślak, projekt obejmuje bardzo szerokie spektrum możliwych zastosowań materiałów włókienniczych. W jego ramach powstaną zarówno materiały, z których będzie można szyć odzież, jak również przydatne np. w sektorze medycznym.

    Jak nadać nowe funkcje tradycyjnym materiałom włókienniczym?

    Część nowoczesnych materiałów powstanie z wykorzystaniem nanowłókien, czyli włokien, które można dostrzec dopiero pod mikroskopem. "Nanowłókna i nanocząstki w naturze były zawsze, ale odkąd odkryliśmy ich szerokie możliwości, przeżywają renesans, dzięki dynamicznemu rozwojowi nanotechnologii i inżynierii materiałowej" - powiedziała dr Cieślak.

    Dodała, że nanowłókna wytwarza się techniką elektroprzędzenia. "Polimer w fazie ciekłej jest rozpylany w polu elektrycznym. Powstające cieniutkie strużki polimeru, układane są na podłożu, na którym zastygają tworząc nanowłókninę. Jest to podstawowa technika otrzymywania nanowłókien" - opisała.

    W innych rodzajach tworzonych materiałów naukowcy będą pracowali na znanych już tkaninach. Dodadzą do nich nanomodyfikatory, dzięki którym tkaniny będą zyskiwały specjalne funkcje. "Sposobem na nadawanie nowych właściwości tkaninom jest między innymi powlekanie ich nanomodyfikatorami - nanocząstkami funkcjonalnymi - czyli maleńkimi cząstkami o specyficznych właściwościach np. antybakteryjnych" - tłumaczyła kierownik projektu.

    Naukowcy będą również wykorzystywali tzw. "mikrokapsuły przemiany fazowej". Takie kapsułki wewnątrz zawierają substancję, która zmienia się w zależności od temperatury otoczenia i nadaje właściwości termoregulacyjne tkaninie. Kolejnym sposobem nadawania specjalnych właściwości tkaninom jest nanoszenie na ich powierzchnię całych nanowarstw polimeru.

    Tkaniny wiecznie czyste i chroniące przed ogniem

    W ramach projektu "Nanomitex" naukowcy opracują włókniny, z których będzie można otrzymywać m.in. nowoczesne maseczki higieniczne, blokujące dostęp wirusa. "Nowością jest to, że te nowe maseczki będą miały specyficzną strukturę (będą zbudowane właśnie z nanowłókien) oraz specjalne związki aktywne. Dzięki temu nie tylko w sposób mechaniczny ochronią przed wdychaniem różnych niepożądanych substancji, ale również zniszczą wirusa" - opisywała dr Cieślak.

    Naukowcy pracują też nad specjalnymi powłokami zabezpieczającymi przed ogniem. "W tego rodzaju materiałach będą używane takie substancje chemiczne, które w kontakcie z wysoką temperaturą i ogniem pęcznieją, blokując w ten sposób dostęp tlenu niezbędnego do podtrzymywania ognia. Taka tkanina w naturalny sposób hamuje rozprzestrzenianie się płomienia" - zapewniła rozmówczyni PAP.

    W ramach projektu "Nanomitex" powstaną również tkaniny o powierzchniach samoczyszczących. Jak tłumaczyła dr Cieślak, dzięki podpatrywaniu przyrody naukowcy wiedzą, że zawsze czysty pozostaje np. kwiat lotosu. Specjalnej budowie powierzchni, zawdzięcza to, że nawet jeśli naniesiemy na niego klej, to po przechyleniu i tak on spłynie.

    "To jest specyficzna budowa, o bardzo rozbudowanej powierzchni właściwej z nanowypustkami, które powodują, że na takiej powierzchni nic się nie utrzymuje" - opisała dr Cieślak. Taką budowę naukowcy odwzorują w tkaninach, których będzie można używać do produkcji np. parasoli czy innych materiałów używanych na zewnątrz budynków.

    Wraz z Instytutem Włókiennictwa w projekcie "Nanomitex" uczestniczą: Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich z Poznania, Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej Politechniki Wrocławskiej, Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych Polskiej Akademii Nauk w Łodzi i Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu.

    Źródło:
    PAP - Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Włókno – podstawowa jednostka struktury wielu materiałów, która charakteryzuje się znaczną długością i niewielkim przekrojem. Zwykle przyjmuje się, że włóknem jest struktura, której długość jest minimum 100 razy większa od jej przekroju. Włókna występują zarówno w materiałach naturalnych jak i produkowanych przez człowieka. Niektóre materiały są wykonane prawie wyłącznie z włókien, podczas gdy w innych włókna stanowią tylko jeden z elementów wzmacniających ich strukturę. Właściwości materiałowe – cecha każdego materiału zdefiniowanego jako kompozycja chemiczna w określonych warunkach fizycznych. Zależnie od warunków fizycznych, wartości właściwości materiałowych dla pojedynczego materiału mogą być różne. Nie są to więc właściwości materiału takie, jak np. skład chemiczny. Materiały funkcjonalne – materiały zmieniające kształt i właściwości fizyczne pod działaniem pól zewnętrznych:

    Badania materiałowe – interdyscyplinarny obszar badań naukowo-technicznych, w którym jest prowadzona analiza wpływu chemicznej i fizycznej struktury materiałów na ich właściwości elektryczne, mechaniczne, optyczne, powierzchniowe, chemiczne, magnetyczne i termiczne (także rozmaite kombinacje tych właściwości) oraz są opracowywane sposoby wytwarzania materiałów o pożądanych właściwościach. Badania materiałowe – interdyscyplinarny obszar badań naukowo-technicznych, w którym jest prowadzona analiza wpływu chemicznej i fizycznej struktury materiałów na ich właściwości elektryczne, mechaniczne, optyczne, powierzchniowe, chemiczne, magnetyczne i termiczne (także rozmaite kombinacje tych właściwości) oraz są opracowywane sposoby wytwarzania materiałów o pożądanych właściwościach.

    Materiał kompozytowy, kompozyt − materiał o strukturze niejednorodnej, złożony z dwóch lub więcej komponentów (faz) o różnych właściwościach. Właściwości kompozytów nigdy nie są sumą, czy średnią właściwości jego składników. Najczęściej jeden z komponentów stanowi lepiszcze, które gwarantuje jego spójność, twardość, elastyczność i odporność na ściskanie, a drugi, tzw. komponent konstrukcyjny zapewnia większość pozostałych własności mechanicznych kompozytu. Powłoka - warstwa materiału wytworzona w sposób naturalny lub sztuczny albo nałożona sztucznie na powierzchnię przedmiotu wykonanego z innego materiału, w celu uzyskania określonych właściwości technicznych lub dekoracyjnych.

    Nanomateriały – wszelkie materiały, w których występują regularne struktury na poziomie molekularnym, tj. nie przekraczającej 100 nanometrów. Granica ta może dotyczyć wielkości domen jako podstawowej jednostki mikrostruktury, czy grubości warstw wytworzonych lub nałożonych na podłożu. W praktyce granica poniżej której mówi się o nanomateriałach jest różna dla materiałów o różnych właściwościach użytkowych i na ogół wiąże się to z pojawieniem szczególnych właściwości po jej przekroczeniu. Zmniejszając rozmiar uporządkowanych struktur materiałów można uzyskać znacznie lepsze właściwości fizyko-chemiczne, mechaniczne, itp. Faktura (technika): Charakterystyczna powierzchnia przedmiotu wynikająca z właściwości fizycznych materiału z którego jest zrobiony, oraz sposobu jego obrobienia lub dodatków i zanieczyszczeń wyjściowego materiału. Może ona być gładka, chropowata, falista, niejednolita, pomarszczona. Często określana jest również poprzez porównania do innych materiałów posiadających ogólnie rozpoznawalną i charakterystyczną fakturę, np. aksamitna, skórzasta, faktura płótna. Zwyczajowo fakturę określa się jako dużą jeżeli znacznie odbiega od gładkiej powierzchni danego materiału.

    Materiał odniesienia – materiał lub substancja, których jedna lub więcej wartości ich właściwości są dostatecznie jednorodne i określone w stopniu umożliwiającym stosowanie do wzorcowania przyrządu pomiarowego, oceny metody pomiarowej lub przypisania wartości właściwościom innych materiałów.

    Materiał - pojęcie używane w grafice 3D odnoszące się do zespołu cech powierzchni obiektu trójwymiarowego przetwarzanego w programie graficznym lub bibliotece programistycznej; oprogramowanie użytkowe pozwala zwykle tworzyć zestawy materiałów, które następnie można wielokrotnie używać.

    Materiał zmiennofazowy (ang.PCM – phase-change material) – inaczej związek zmiennofazowy lub materiał przemiany fazowej. Jest substancją, która jest w stanie absorbować, akumulować i uwalniać dużą ilość energii w zakresie temperatury przemiany fazowej (np. ciało stałe – ciecz). W trakcie pochłaniania energii temperatura PCM nie ulega zmianie. Chemiczne osadzanie z fazy gazowej (ang. chemical vapour deposition) jest to jedna z metod obróbki cieplno-chemicznej materiałów. Służy do nanoszenia cienkich powłok na obrabiany materiał w celu zwiększenia/zmiany właściwości fizycznych, chemicznych lub mechanicznych powierzchni obrabianego materiału.

    Alcantara – materiał używany w produkcji tapicerki meblowej, jachtowej, samolotowej oraz samochodowej. Wykonana z ultramikrowłókien. Charakteryzuje się miękkością, wytrzymałością i łatwością czyszczenia. Trombogenność – właściwość materiału, która indukuje lub sprzyja tworzeniu się skrzepu. Trombogenność wrodzona to tworzenie się skrzepu w wyniku kontaktu z powierzchnia materiału oraz trombogenność kontrolowana w postaci reakcji na powierzchni implantu. Przykładowo, kompozyty dla kardiochirurgii wytwarza się tak, by zwiększyć atrombogenność materiału (efekt odwrotny do trombogenności).

    Laminaty – rodzaj kompozytów: tworzywa powstające z połączenia dwóch materiałów o różnych właściwościach mechanicznych, fizycznych i technologicznych, w których składnik wzmacniający (tzw. zbrojenie) jest układany w postaci warstw (łac. lamina – cienka blaszka, płytka – stąd nazwa laminatów), między którymi znajduje się wypełnienie, pełniące rolę lepiszcza. Warstwy wzmocnienia mogą być w postaci włókien ciągłych ułożonych jednokierunkowo (tzw. rovingu), tkanin lub mat z włókna ciętego. Laminat, ze względu na swoją strukturę, ma dobrą wytrzymałość w kierunku włókien, ale bardzo słabą wytrzymałość w kierunku prostopadłym do warstw. Typowym naturalnym laminatem jest drewno, w którym wytrzymałe i sprężyste, choć wiotkie włókna celulozowe są spajane w sztywne i odporne tworzywo przez tzw. ligninę (drzewnik) o wiele mniej wytrzymałą mechanicznie od celulozy. Materiał rodny jest terminem używanym w odniesieniu do nuklidów które generalnie nie podlegają wymuszonemu rozszczepieniu (nie są rozszczepialne przez neutrony termiczne) ale z których materiał rozszczepialny jest generowany przez absorpcję neutronów i kolejne po niej przemiany jądrowe. Materiały rodne które występują naturalnie i mogą zostać przekształcone w materiał rozszczepialny przez promieniowanie neutronowe w reaktorze jądrowym obejmują:

    Przesiąkliwość to właściwość fizyczna materiału, określająca zdolność materiału do przepuszczania danej substancji (najczęściej jest to woda) pod wpływem wywieranego na niego ciśnienia.

    Dodano: 25.02.2010. 16:20  


    Najnowsze