Newsy

Materiał tekstylny o pamięci kształtu zrewolucjonizuje przemysł modowy. Pomoże opracować inteligentne ubrania i zmniejszyć ilość odpadów [DEPESZA]

2020-09-08  |  06:00
Wszystkie newsy

Naukowcy opracowali biokompatybilny materiał, który można wydrukować w 3D w dowolnym kształcie i wstępnie zaprogramować z odwracalną pamięcią kształtu. Za pomocą roztworu nadtlenku wodoru i fosforanu sodu badacze zaprogramowali stały kształt materiału – taki, do jakiego zawsze powróci. Innowacyjny materiał jest wykonany z keratyny i może być stosowany we wszystkich materiałach, w tym w lecznictwie medycznym. Pomoże też zmniejszyć ilość odpadów w przemyśle modowym.

Bawełna, jedwab, skóra i wełna są od lat używane do ​​produkcji ubrań, jednak według obliczeń analityków McKinsey ilość odzieży produkowanej każdego roku podwoiła się od 2000 roku. Produkcja bawełny powoduje m.in. erozję i degradację gleby, a do wytworzenia zaledwie jednego kilograma bawełny potrzeba 8–10 tys. litrów wody. Dlatego naukowcy szukają materiału, który będzie nie tylko wytrzymały, ale też ekologiczny. Powstały już materiały wytwarzane z odpadów spożywczych (np. ze skórki pomarańczy czy z włókien liści ananasa), regenerowanej celulozy i źródeł pochodzących z recyklingu. Na rynku dostępna jest też np. wegańska wełna.

Naukowcy ze Szkoły Inżynierii i Nauk Stosowanych Johna A. Paulsona na Uniwersytecie Harvarda (SEAS) poszli o krok dalej i opracowali biokompatybilny materiał z pamięcią kształtu, który można drukować w 3D.

– Dzięki naszemu projektowi wykazaliśmy, że nie tylko możemy poddać recyklingowi wełnę, ale też możemy zbudować z niej rzeczy, których nigdy wcześniej sobie nie wyobrażano – podkreśla Kit Parker, profesor bioinżynierii i fizyki stosowanej w SEAS.

Materiał jest wykonany z keratyny, czyli włóknistego białka znajdującego się np. we włosach czy paznokciach. Hierarchiczna struktura keratyny pozwala jej zmieniać kształt. Pojedynczy łańcuch keratyny jest ułożony w strukturę podobną do sprężyny (helisa alfa). Dwa z łańcuchów skręcają się razem, tworząc zwiniętą cewkę. Takie wiązania zapewniają materiałowi zarówno wytrzymałość, jak i pamięć kształtu. Kiedy włókno jest rozciągane lub wystawiane na działanie określonego bodźca, struktury rozwijają się.

Naukowcy wydrukowali keratynowe arkusze w różnych kształtach. Zaprogramowali stały kształt materiału za pomocą roztworu nadtlenku wodoru i fosforanu sodu. Po ustawieniu pamięci arkusz można było ponownie zaprogramować i uformować w nowe kształty.

– Tego rodzaju włókna można wykorzystać do produkcji biustonoszy, których rozmiar i kształt miseczki można dostosować każdego dnia czy też wytwarzać aktywujące tkaniny do celów medycznych. Możliwości są ogromne – twierdzi Kit Parker. – Będziemy kontynuować projektowanie tkanin, wykorzystując cząsteczki biologiczne jako podłoża inżynieryjne w taki sposób, w jaki nigdy wcześniej ich nie używano.

Innowacyjny materiał można drukować w 3D i stosować w wielu różnych tekstyliach. Zdaniem naukowców otworzy to drogę do stworzenia inteligentnych ubrań, które dopasowują się kształtem do użytkownika czy same wentylują, by szybciej wyschnąć. W przyszłości materiał mógłby znaleźć zastosowanie w medycynie, np. przy rekonstrukcji tkanek.

– Ten dwuetapowy proces drukowania materiału 3D, a następnie ustalania jego trwałych kształtów, pozwala na wytwarzanie naprawdę złożonych kształtów z cechami strukturalnymi nawet o wielkości mikrona – podkreśla Luca Cera, pracownik naukowy SEAS. – To sprawia, że materiał nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań, od tekstyliów po inżynierię tkankową.

Naukowcy wydobyli keratynę z resztek wełny Agora używanej do produkcji tekstyliów. Dzięki temu będzie można ograniczyć ilość odpadów w przemyśle modowym.

– Konsekwencje dla zrównoważenia zasobów naturalnych są oczywiste. Dzięki przetworzonemu białku keratynowemu możemy zrobić tyle samo lub więcej niż dotychczas poprzez strzyżenie zwierząt, a tym samym zmniejszyć wpływ przemysłu tekstylnego i modowego na środowisko – podkreśla Kit Parker.

Czytaj także

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

NEWSERIA POLECA

Bezpieczeństwo najważniejsze dla pacjentów decydujących się na zabiegi korekty wad wzroku

Wady refrakcji, takie jak krótkowzroczność, astygmatyzm czy starczowzroczność, można skutecznie i trwale usunąć. Kwestii bezpieczeństwa zabiegów korekcji wad wzroku dotyczy najwięcej obaw pacjentów, którzy myślą o takim kroku. Tutaj z pomocą przychodzą certyfikaty spełnianych norm jakości, akredytacje poszczególnych placówek oraz potwierdzenie kwalifikacji lekarzy chirurgów.

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Konsument

Polacy chcieliby głosować elektronicznie. Brakuje woli politycznej i technicznego zaplecza dla takiego rozwiązania

Ponad połowa Polaków chciałaby głosować przez internet – wynika z analizy CBOS. Już dziś niektóre państwa na świecie korzystają z głosowania elektronicznego, a wiele innych rozważa wprowadzenie takiego rozwiązania. Światowym liderem w tym zakresie jest Estonia, gdzie od 2005 roku działa e-voting. Także w Polsce po wyborach w 2023 roku pojawił się tego typu pomysł. Okazuje się jednak, że choć wola społeczna zdigitalizowania sposobu wyboru rządzących jest, to woli politycznej ciągle brakuje. Nie wiadomo też, która z platform mogłaby pełnić rolę bezpiecznej urny wyborczej.

Prawo

Tak zwana sztuczna twórczość coraz popularniejsza. Wyzwaniem pozostają kwestie praw autorskich

Rosnąca popularność narzędzi AI spowodowała, że powstaje coraz więcej „dzieł sztuki”, będących wytworem działania algorytmów, które potrafią m.in. tworzyć muzykę dopasowaną do preferencji i nastroju, malować obrazy, a nawet pisać poezję czy scenariusze filmowe. To rodzi szereg wyzwań dotyczących praw autorskich. Są także wątpliwości dotyczące ochrony dzieł, z których AI się uczy. Narzucanie prawnych zakazów i obostrzeń może jednak nie przynieść efektów.

Handel

Sztuczna inteligencja zmienia e-handel. Będzie wygodniej dla konsumentów, ale też sporo zagrożeń

W ciągu siedmiu lat wartość rynku związanego z wykorzystaniem sztucznej inteligencji w handlu elektronicznym wzrośnie ponad dwuipółkrotnie – do ponad 22 mld dol. Przedsiębiorcy widzą w niej duży potencjał marketingowy. Z punktu widzenia konsumentów obecność AI na platformach sprzedażowych to szansa na oszczędzenie czasu przy wyszukiwaniu produktów i możliwość otrzymywania spersonalizowanych ofert. To jednak również duże ryzyka – zwiększone ryzyko narażenia na manipulację i deepfake, a także obawa o bezpieczeństwo danych osobowych.

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.