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Frutto del Nano-Telaio
Sfruttando la chimica e la nanotecnologia, i ricercatori stanno creando una nuova generazione di vestiti che non si limitano a sembrare alla moda e mantengono caldo chi li indossa. I negozi stanno già vendendo pantaloni che resistono alle macchie grazie a rivestimenti fatti di nanobaffi e calzini che mangiano odori che intrappolano i microbi usando nanoparticelle.
Ora, gli scienziati stanno sviluppando indumenti per applicazioni militari e mediche che sembrano fare tutto: bloccare le tossine, uccidere i batteri sulla superficie e respirare a sufficienza per consentire la fuoriuscita del sudore.
L'ultimo progresso, una collaborazione tra ricercatori della Cornell University e dell'Università della California, Davis, unisce membrane porose e molecole polimeriche che uccidono i batteri. I risultati potrebbero fornire prestazioni migliorate per situazioni in cui è necessaria la resistenza a liquidi o vapori, come per il personale medico oi soldati esposti ad agenti patogeni. I ricercatori hanno in programma di testare il loro nuovo tessuto su personale medico e militare quest'anno e di commercializzarlo entro il 2008.
C'è stato molto lavoro nel settore tessile per trovare combinazioni di materiali che diano elevate proprietà funzionali, afferma Kay Obendorf, professore di chimica tessile alla Cornell, specializzato nella chimica di superficie delle fibre. Abbiamo bisogno di un materiale che rappresenti una barriera ai batteri mentre ne modifica il livello di tossicità.
L'ultimo lavoro ha avuto la sua genesi nel 2000, quando Gang Sun , professore di tessile e abbigliamento presso l'Università della California, Davis, ha inventato un metodo per attaccare molecole polimeriche contenenti cloro, chiamate alamidi, alle fibre tessili. Queste molecole uccidono i batteri quasi istantaneamente al contatto. Le alamidi sono chimicamente le stesse del disinfettante utilizzato nelle piscine, afferma Sun. Sono sicuri per il contatto con la pelle, uccidono i batteri e assorbono gli odori.
Con questa tecnologia, Sun ha creato un prototipo di calzini inodore nel 2000 e ha dimostrato che le alamidi che combattono i batteri possono essere riattivate semplicemente aggiungendo un po' di candeggina domestica al bucato. Nel 2001, ha concesso in licenza la tecnologia a Vanson HaloSource, una società di bioscienze con sede a Redmond, WA, che utilizza la tecnologia a base di alamide per applicazioni commerciali. Vanson HaloSource ha sviluppato con successo lenzuola antibatteriche e dischetti di cotone per uso medico e ha anche donato a Sun quasi 400.000 dollari per continuare la sua ricerca.
Sun ha detto di sapere che i militari avevano già sviluppato indumenti protettivi utilizzando membrane porose per fermare la penetrazione di agenti biologici come i batteri. Ma alcuni agenti rimarrebbero ancora bloccati sulla superficie esterna dell'uniforme, il che potrebbe portare a una minaccia di contaminazione. In collaborazione con Obendorf nel 2005, Sun si è basata su questa tecnologia esistente attaccando le molecole di alamide alle membrane porose. Questi materiali ibridi verranno ora applicati come rivestimento al tessuto, intrappolando e uccidendo così agenti mortali come l'antrace.
Ecco come hanno fatto: hanno iniziato con membrane porose in poliuretano, una sostanza che ha forza ed elasticità, proprietà utili in tessuti come lo spandex. Quindi si sono innestati su uno strato di molecole di alamide, formando un legame chimico permanente tra i due materiali dissimili. Lo strato di alamide attaccato ha un'affinità per il liquido. Quando un liquido colpisce il materiale ibrido, questo strato si gonfia, assorbendo le tossine che potrebbero essere nel liquido. Questo darà la massima protezione, ha detto Sun. Possiamo assorbire, intrappolare e uccidere i batteri.
Sun e Obendorf hanno anche ottimizzato la dimensione dei pori della membrana per consentire il passaggio del sudore, bloccando i batteri, che sono molto più grandi. Il sudore forma goccioline di vapore di diametro inferiore a un nanometro, l'equivalente di poche coppie di atomi allineati in fila. Un batterio dell'antrace, per esempio, ha una dimensione di circa un micrometro.
Il lavoro pionieristico di Gang Sun rappresenta uno dei maggiori successi della ricerca sponsorizzata dal National Textile Center, ha affermato Martin Jacobs, direttore esecutivo del Centro Tessile Nazionale , un consorzio di ricerca finanziato dal governo federale di otto università statunitensi. L'NTC ha concesso a Sun e Obendorf $ 300.000 per creare questi materiali. Ha generato interesse sia commerciale che dell'aeronautica americana.
In definitiva, ha detto Sun, questi indumenti potrebbero salvaguardare soldati, operatori sanitari e civili da eventuali danni. Lui e Obendorf stanno anche lavorando con il National Textile Center per sviluppare tessuti per i lavoratori agricoli esposti ai pesticidi in un ambiente con alte temperature e alta umidità, e sperano di portare i loro tessuti sul mercato per tutte le applicazioni in due anni. Se esiste un rischio potenziale, ha affermato Sun, queste tecnologie possono fornire la migliore protezione.