211service.com
Fruit of the Nano-Weefgetouw
Door gebruik te maken van chemie en nanotechnologie creëren onderzoekers een nieuwe generatie kleding die meer doet dan er modieus uitzien en de drager warm houden. Winkels verkopen nu al broeken die bestand zijn tegen vlekken dankzij coatings gemaakt van nanohiskers, en geurverslindende sokken die microben vangen met behulp van nanodeeltjes.
Nu ontwikkelen wetenschappers kleding voor militaire en medische toepassingen die alles lijkt te kunnen: gifstoffen blokkeren, bacteriën aan de oppervlakte doden en voldoende ademen om transpiratievocht te laten ontsnappen.
De laatste vooruitgang, een samenwerking tussen onderzoekers van de Cornell University en de University of California, Davis, hecht poreuze membranen en bacteriedodende polymeermoleculen aan elkaar. De resultaten kunnen betere prestaties opleveren voor situaties waar weerstand tegen vloeistof of damp nodig is, zoals voor medisch personeel of soldaten die worden blootgesteld aan ziekteverwekkers. De onderzoekers zijn van plan hun nieuwe stof dit jaar te testen op medisch en militair personeel en de stof tegen 2008 op de markt te brengen.
Er is veel werk in textiel geweest om combinaties van materialen te bedenken die hoge functionele eigenschappen geven, zegt Kay Obendorf, een professor textielchemie aan Cornell die gespecialiseerd is in de oppervlaktechemie van vezels. We hebben een materiaal nodig dat een barrière vormt voor bacteriën en tegelijkertijd het toxiciteitsniveau verandert.
Het laatste werk ontstond in 2000, toen bende zon , een professor in textiel en kleding aan de Universiteit van Californië, Davis, vond een methode uit om chloorbevattende polymeermoleculen, halamiden genaamd, aan textielvezels te hechten. Deze moleculen doden bacteriën vrijwel onmiddellijk bij contact. Halamiden zijn chemisch hetzelfde als het desinfectiemiddel dat in zwembaden wordt gebruikt, zegt Sun. Ze zijn veilig voor contact met de huid, doden bacteriën en absorberen geurtjes.
Met deze technologie creëerde Sun in 2000 prototype geurvrije sokken en toonde aan dat halamiden die bacteriën bestrijden opnieuw geactiveerd kunnen worden door simpelweg wat bleekmiddel aan de was toe te voegen. In 2001 gaf hij de technologie in licentie aan Vanson HaloSource, een biowetenschappelijk bedrijf uit Redmond, WA dat op halamide gebaseerde technologie gebruikt voor commerciële toepassingen. Vanson HaloSource heeft met succes antibacteriële lakens en wattenschijfjes ontwikkeld voor medisch gebruik, en het heeft Sun ook bijna $ 400.000 gegeven om zijn onderzoek voort te zetten.
Sun zei dat hij wist dat het leger al beschermende kleding had ontwikkeld met poreuze membranen om de penetratie van biologische agentia zoals bacteriën te stoppen. Maar sommige agenten zouden nog steeds aan de buitenkant van het uniform vastzitten, wat zou kunnen leiden tot een besmettingsgevaar. Door in 2005 samen te werken met Obendorf, bouwde Sun voort op deze bestaande technologie door halamidemoleculen aan poreuze membranen te hechten. Deze hybride materialen zullen nu als coating op stof worden aangebracht, waardoor dodelijke stoffen zoals miltvuur worden gevangen en gedood.
Hier is hoe ze het deden: ze begonnen met poreuze membranen gemaakt van polyurethaan, een stof die sterkte en elasticiteit heeft - nuttige eigenschappen in stoffen zoals spandex. Daarna enten ze op een laag halamidemoleculen en vormden ze een permanente chemische binding tussen de twee ongelijksoortige materialen. De aangehechte halamidelaag heeft een affiniteit voor vloeistof. Wanneer een vloeistof het hybride materiaal raakt, zwelt deze laag op en absorbeert gifstoffen die zich in de vloeistof zouden kunnen bevinden. Dit geeft de ultieme bescherming, zei Sun. We kunnen de bacteriën absorberen, vangen en doden.
Sun en Obendorf hebben ook de poriegrootte van het membraan geoptimaliseerd om transpiratievocht door te laten, terwijl bacteriën, die veel groter zijn, worden geblokkeerd. Transpiratie vormt dampdruppels met een diameter van minder dan een nanometer - het equivalent van een paar paar atomen op een rij. Een miltvuurbacterie is bijvoorbeeld ongeveer een micrometer groot.
Het baanbrekende werk van Gang Sun vertegenwoordigt een van de grote successen van het door het National Textile Center gesponsorde onderzoek, zei Martin Jacobs, uitvoerend directeur van de Nationaal Textielcentrum , een federaal gefinancierd onderzoeksconsortium van acht Amerikaanse universiteiten. De NTC verleende Sun en Obendorf $ 300.000 om deze materialen te maken. Hij heeft zowel commerciële als Amerikaanse luchtmacht interesse gewekt.
Uiteindelijk, zei Sun, zouden deze kleding soldaten, medisch personeel en burgers kunnen beschermen tegen schade. Hij en Obendorf werken ook samen met het National Textile Centre om stoffen te ontwikkelen voor landarbeiders die worden blootgesteld aan pesticiden in een omgeving met hoge temperaturen en hoge luchtvochtigheid, en hopen hun textiel binnen twee jaar voor alle toepassingen op de markt te brengen. Als er een potentieel risico is, zei Sun, kunnen deze technologieën de beste bescherming bieden.