Мечта любой домохозяйки – самоочищающаяся ткань, больше не фантастика. Ученые самого крупного в России университета художественно-технологического профиля – СПбГУПТД – не только её разработали, но и запускают в производство. Стоимость новинки, кстати, весьма бюджетная.
Стирка под лучами солнца
«Для создания самоочищающихся тканей на абсолютно любой текстильный материал наносится специальное покрытие из интерференционных пигментов - наночастиц на основе оксидов титана, железа, олова, никеля, алюминия, хрома и других металлов, – поделилась доцент кафедры химических технологий им проф. А.А. Хархарова Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна Наталья Дащенко. – В отличие от других видов самоочищающихся тканей, созданных в России, наша разработка уникальна тем, что покрытие может наноситься и закрепляться на тканях любого состава, в том числе с содержанием металлизированных нитей и смеси различных волокон. Именно это позволило расширить сферу применения таких материалов».
На поверхности обработанной ткани самоочистительный эффект будет достигаться за 20 минут под воздействием солнечных ультрафиолетовых лучей в случае загрязнения органическими веществами. И за 50 минут – для натуральных органических загрязнителей (чай, кофе, вишневый сок). Неорганические загрязнения (сажа, земля) удаляются с такой поверхности путем захвата стекающими каплями воды, поскольку покрытие обладает такой структурой поверхности.
Изделия из новой ткани будут не только самоочищаться от налипшей грязи, но также переливаться и менять оттенок в зависимости от того, как на них упадет свет. Материал может использоваться в производстве спортивного инвентаря и одежды, эластичных, фиксирующих повязок, наколенников и налокотников, для обивки инвалидных кресел. Проект этот заинтересовал бизнес-инвесторов. Турецкая автомобильная компания, а также разработчики «умной одежды» сами вышла на кафедру, узнав о разработке.
Вологодский текстильный комбинат выпустил столовый текстиль и плащевые ткани с эффектом самоочистки, группа компаний «Чайковский текстиль» планирует в ближайшее время внедрить эту технологию при выпуске спецодежды.
«Стоимость будет зависеть от того, какая ткань используется. Стоимость обработки предприятию обойдется примерно в 80 рублей за квадратный метр. При этом для реализации технологии нанесения покрытия достаточно будет оборудования, имеющегося на предприятии», – добавила Наталья Дащенко.
Краска нового поколения
Ученые также разработали химический состав для дешевой окраски изделий из полипропилена (из него делают одноразовую посуду, упаковку, а также текстильные материалы для термобелья и спортивный трикотаж). Самое главное достоинство этого материала – он дешевый, ведь образуется при нефтепеработке. Одежда из полипропилена способна выводить влагу от тела, создавая для кожи благоприятный микроклимат. Ковры из полипропилена необычайно легко чистить. Но на каждый плюс найдется свой минус.
Недостатком самого материала является недостаточная стойкость к воздействию ультрафиолетовых лучей. Но, по мнению ученых, усовершенствованная технология покраски позволит повысить стойкость волокна к солнечной погоде. И так как все тесты и лабораторные испытания уже проведены, перед университетом стоит эта задача – исправить имеющиеся недостатки.
«Недавно нас попросили найти способ, как окрасить синие пластиковые бочки, которые так «мозолят» всем глаза на дачах, ведь другого цвета в магазинах нет. Из чего мы сделали вывод, что нам еще предстоит расширить область применения нашей технологии и посмотреть на проблему шире», – прокомментировала профессор кафедры химических технологий Анна Михайловская.
Текстиль из отходов шелка
Этот материал может быть использован в качестве прокладок в одежде, стелек для обуви, воздушных фильтров, матрасов для больниц и детских учреждений. Процесс его создания является физико-химическим. Волокна обрабатываются раствором катионактивного вещества. Сформированный и скрепленный механическим способом волокнистый холст пропитывается раствором соли серебра и/или меди, затем вводится специально подобранный восстановитель, благодаря которому ионы металлов превращаются в наночастицы.
«Эффект достигается, во-первых, за счет свойств самого шелкового волокна, устойчивого к развитию грибков и бактерий, а главное – за счет нанесения серебра и меди, антибактериальные свойства которых давно и хорошо известны, – отмечает магистр кафедры химических технологий СПбГУПТД Ольга Яковлева. – Эффективность бактерицидного действия зависит от нескольких факторов – размера наночастиц металлов и их общего количества на волокнистом материале».
Например, пожилые люди могут купить из такого материала стельки для обуви с высокой воздухо- и паропроницаемостью, на которых уничтожаются грибки и бактерии. Могут, возможно, даже позволить себе купить недорогой гипоаллергенный воздухопроницаемый матрас из шелковых отходов с наночастицами серебра.
Если говорить о затратах, то промышленным предприятиям, занимающимся производством шелка, необходима будет только закупка одного секретного вещества, который понадобится для пропитки материала, чтобы придать ему бактерицидные свойства.
«Наш продукт – это технология, которая несет в себе решение экологически важной проблемы – проблемы переработки неутилизируемых отходов шелка. Здесь большое значение имеет готовность предприятий перейти к этой переработке, дополнить цикл производства еще одним этапом. Важно отметить, что предприятия не нуждаются в закупке специального оборудования для того, чтобы реализовать процесс создания материала из собственных отходов. Все имеющиеся машины: чесальный агрегат и иглопробивные машины стандартно используются на предприятиях шелкопроизводства», – считает Ольга Яковлева.
Сфера медицины
Благодаря ученым были сделаны разработки в области медицины: особые медицинские нити. Это оригинальный вид хирургического шовного материала, не имеющего во всем мире аналогов по продолжительности и эффективности антимикробного действия. Результаты их применения в хирургической практике показали, что количество гнойных осложнений после операций снижается в 3-5 раз по сравнению с обычными шовными материалами.
«Антимикробная активность обусловлена пролонгированным выделением препарата гентамицина, входящего в состав шовного материала, – комментирует один из авторов разработки, доктор технических наук, профессор кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов им. А.И. Меоса СПбГУПТД Валерий Жуковский.
Изобретение рекомендовано к использованию при хирургических вмешательствах на органах и тканях с опасностью повышенного содержания микробов, или в случае опасности вторичного заражении.
«Эффект от использования таких шовных материалов заключается в том, что они обладают выраженным и долговременным противоопухолевым действием», – добавил Валерий Жуковский.
Кстати
Ученые СПбГУПТД также ведут исследования в области очищения воды и земли от нефтяных загрязнений, а также истории и культуры. В университете даже реконструируют древние мумии и воссоздают цифровые реплики объектов мирового и национального культурного наследия. Раньше нельзя было представить, что в XXI веке станет возможна виртуальная археология. А именно ей и занимаются университетские ученые.
Петербургские ученые разработали 3D-принтер для печати человеческих тканей 
Петербургские ученые разработали самоочищающуюся ткань 
Петербургские врачи впервые в России пересадили человеку лицо 
От 3D-ткани до вечного двигателя. 5 необычных изобретений петербуржцев 
Ученые из «ЛЭТИ» изобрели уникальную 3D-ткань