Фото: Университет науки и технологий МИСИС
Исследователи Университета науки и технологий МИСИС разработали инновационную технологию, позволяющую превращать обычные хлопковые ткани в многофункциональный материал с уникальным набором свойств. Новая ткань одновременно обладает антибактериальным действием, водоотталкивающими характеристиками и способностью к самоочищению под воздействием солнечного света. Разработанное покрытие демонстрирует высокую эффективность в борьбе с опасными штаммами бактерий, при этом оставаясь полностью биосовместимым и безопасным для человека, не вызывая раздражения или воспаления кожи. В будущем такой материал может найти широкое применение при создании медицинской формы, спортивной одежды и различных видов бытового текстиля.
Ученым и ранее удавалось придавать тканям либо антибактериальные, либо водоотталкивающие свойства, однако добиться их сочетания в одном материале с сохранением эффективности на длительный срок и полной безопасностью для кожи не удавалось никому. Специалистам НИТУ МИСИС это удалось впервые благодаря использованию гибридных наночастиц на основе нитрида бора и оксида цинка. Чтобы наночастицы равномерно распределялись по поверхности хлопковых волокон и прочно с ними связывались, их предварительно обработали соединением диэтилентриамин (ДЭТА). Это привело к образованию аминогрупп на поверхности частиц, которые сформировали прочные водородные связи с целлюлозой — основным компонентом хлопка, что и обеспечило стабильность полученного материала.
Как пояснила Елизавета Пермякова, младший научный сотрудник научно-исследовательского центра «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС, главной проблемой нанотекстиля остается потеря функциональности в процессе использования. Ранее разработанная технология с применением ДЭТА позволяла сохранить на ткани более половины частиц даже после 40 стирок, но желаемые свойства все равно утрачивались из-за поверхностно-активных веществ в моющих средствах, которые обволакивали частицы и мешали им работать. Целью новой работы стало создание материалов, способных очищаться от загрязнений альтернативным путем — под действием солнечного света, что и было достигнуто благодаря включению фотокаталитических частиц оксида цинка. При этом эксперименты подтвердили полную безопасность ткани: она не вызывает раздражения даже после 24 часов непрерывного контакта с кожей.
Механизм безопасности материала заключается в том, что оксид цинка высвобождает антибактериальные ионы дозированно и только на поверхности ткани, не позволяя им проникать в кожу. Покрытие также придает ткани выдающиеся водо- и грязеотталкивающие свойства: угол контакта с водой составляет 145 градусов, благодаря чему влага не впитывается, а собирается в капли и скатывается с поверхности, увлекая за собой частицы пыли и грязи. Высокая устойчивость покрытия подтверждена экспериментально: после 24 часов в жидкости модифицированная ткань сохраняет до 92,6% наночастиц, тогда как обычная теряет более трети.
Директор научно-исследовательского центра «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС, доктор физико-математических наук Дмитрий Штанский подчеркнул, что главной особенностью разработки является сочетание антибактериального эффекта со светоактивным очищением. Под воздействием ультрафиолета нанопокрытие из оксида цинка запускает химическую реакцию, разлагающую органические загрязнения, такие как компоненты пота или пищевые пятна. Таким образом, ткань не просто отталкивает грязь, но и способна разрушать те загрязнения, которые все же остались на ее поверхности.
Комментарии (0)