Materiał tekstylny o pamięci kształtu zrewolucjonizuje przemysł modowy. Pomoże opracować inteligentne ubrania i zmniejszyć ilość odpadów [DEPESZA]
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
- 2024-12-02: Wzmocniona ochrona ponad 1,2 mln ha lasów. Część zostanie wyłączona z pozyskiwania drewna
- 2024-11-14: Dane satelitarne wspomagają leśników. Pomagają przeciwdziałać pożarom oraz kradzieżom drewna
- 2024-11-21: Martyna Wojciechowska: 82 proc. dzieci przyznaje, że przerastają ich problemy dnia codziennego. Rodzice powinni kształtować w nich sprawczość
- 2024-10-28: Polski przemysł nie jest gotowy na większy udział OZE. Potrzebne są inwestycje w magazyny energii
- 2024-11-13: Dekarbonizacja jest wyzwaniem dla firm przemysłowych. Wymaga zmian w całym łańcuchu dostaw
- 2024-10-09: Zakaz silników spalinowych od 2035 roku nierealny. Rewizja przepisów ma być ratunkiem dla sektora motoryzacyjnego w UE
- 2024-10-01: Miasta stawiają na cyfryzację i inteligentne rozwiązania. To zwiększa ich atrakcyjność dla mieszkańców i inwestorów
- 2024-10-11: Zmiany w modelu edukacji konieczne już od przedszkola. Kilkuletnie dzieci mogą przyswajać kompetencje przyszłości
- 2024-11-15: Polska z planem zmian w edukacji na następne 10 lat. Szkoły będą uczyć lepszego wykorzystania narzędzi cyfrowych
- 2024-10-07: Monika Miller: Moja szafa jest dosyć mała. Lepiej jest mieć mniej rzeczy świetnej jakości, niż kupować kilogramy ubrań i za pół roku je wyrzucać
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Transport
W Europie segment elektrycznych małych aut miejskich zapóźniony o trzy–cztery lata. Hyundai chce to zmienić
Niewielki, ale pojemny dwubryłowy samochód z segmentu małych aut miejskich – Hyundai Inster – to najnowsza propozycja koreańskiego producenta. Samochód przedstawiany jest jako najtańszy elektryk w ofercie Hyundaia, który ma przekonać do elektromobilności kolejną grupę kierowców. Tym bardziej że dotąd na rynku brakowało aut elektrycznych z segmentu A. W nowym modelu producent zastosował zaawansowane technologie, m.in. system pompy ciepła, która ogrzewa akumulator, by zminimalizować utratę energii.
Nauka
Agencja Badań Medycznych walczy z czasem przy obsłudze konkursów z KPO. Największym problemem są braki kadrowe
W 2024 roku do Agencji Badań Medycznych wpłynęło dwa–trzy razy więcej wniosków niż zazwyczaj. To zasługa pięciu konkursów w ramach Krajowego Planu Odbudowy, szczególnie dotyczącego badań biomedycznych. Przez braki kadrowe i stopień skomplikowania wniosków niedawno agencja zdecydowała o przedłużeniu terminu oceny wniosków w jednym z konkursów. To jednak powoduje, że beneficjenci będą mieli bardzo mało czasu na realizację projektów.
Ochrona środowiska
Powodzie, susze i zanieczyszczenie rzek to największe zagrożenia wodne dla Polski. Brakuje specjalistów w tej dziedzinie
Zagrożenia związane z wodą pojawiają się w Polsce coraz częściej wraz ze wzrastającą częstotliwością występowania hydrologicznych zjawisk ekstremalnych, jak susze i powodzie. Problemem jest również niska jakość wody w rzekach – tylko 1,8 proc. naszych rzek ma wodę pierwszej klasy czystości, zdatnej do picia. Polska Akademia Nauk powołała Komitet Nauk o Wodzie i Gospodarki Wodnej. Jego celem jest przede wszystkim wypracowanie programu badawczego ukierunkowanego na bezpieczeństwo wodne Polski, diagnoza zagrożeń i propozycje skutecznych rozwiązań.
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.