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

Więcej ważnych informacji

Kalendarium

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Kosmos i lotnictwo

Polskie uczelnie stawiają na kierunki przyszłości. Studenci rozwijają projekty związane z przemysłem kosmicznym czy elektromobilnością

W zestawieniu tysiąca najlepszych ośrodków akademickich na świecie w 2020 roku znajduje się zaledwie osiem polskich uczelni. Stopniowo stają się jednak coraz bardziej innowacyjne, co pokazała choćby pandemia koronawirusa. – Przeszliśmy generalny test związany z cyfryzacją, ale oprócz tego rozwijamy obszary związane z komercjalizacją wyników badań – podkreśla prof. dr hab. inż. Adam Woźniak, prorektor ds. rozwoju Politechniki Warszawskiej. Na uczelniach pojawiają się kierunki przyszłości, coraz więcej ośrodków rozwija innowacyjne rozwiązania.

Internet

Media przyszłości będą mocno spersonalizowane. Śledzenie zachowań użytkowników pozwoli zaoferować w pełni dostosowane kanały telewizyjne czy stacje radiowe

Media przechodzą obecnie cyfrową rewolucję. Po przejściu na cyfrowy sposób nadawania głównym trendem jest przenoszenie treści do sieci. To właśnie internet staje się podstawowym narzędziem medialnym, chociaż te tradycyjne – telewizja czy radio – także stale się zmieniają. W przyszłości będą mocno zindywidualizowane, nadawcy będą mogli wyświetlać spersonalizowane treści dla konkretnego odbiorcy, podobnie jak dziś wyświetlane są spersonalizowane reklamy w mediach społecznościowych. Zmienia się także konsumpcja treści, przechylająca coraz częściej szalę na model subskrypcyjny.