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

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Telekomunikacja

Rząd zmienia ustawę o cyberbezpieczeństwie. Zdaniem ekspertów może to negatywnie wpłynąć na wdrażanie w Polsce sieci 5G

Projekt zmian w ustawie o Krajowym Systemie Cyberbezpieczeństwa wprowadza duże zmiany w sektorze telekomunikacyjnym i będzie mieć istotny wpływ na wdrażanie w Polsce sieci 5G. Zawarte w nich przepisy budzą wątpliwości rynkowych graczy, którzy wskazują na luki i niezgodność z innymi aktami prawnymi. Kontrowersyjny jest także tryb procedowania projektu. Trafił on do publicznych konsultacji 8 września, a na przesyłanie opinii resort cyfryzacji dał stowarzyszeniom branżowym, przedsiębiorcom i instytutom naukowym tylko 14 dni. Termin ekspresowych konsultacji upływa na początku przyszłego tygodnia. Eksperci zauważają, że termin powinien być przynajmniej dwukrotnie dłuższy.

Jak korzystać z materiałów Newserii?

Ważne informacje dla dziennikarzy i mediów

Wszystkie materiały publikowane w serwisach agencji informacyjnej Newseria przeznaczone są do bezpłatnej dystrybucji poprzez serwisy internetowe, stacje radiowe i telewizje, wydawców prasy oraz aplikacje pełniące funkcję agregatorów newsów. 

Szczegóły dotyczące warunków współpracy znajdują się tutaj.

Internet

Polskie miasta stają się coraz bardziej smart. Inteligentne ławki ładują telefony energią słoneczną, a wiaty autobusowe zdalnie zarządzają rozkładami jazdy

Rosną inwestycje w zieloną energię. Na świecie powstały już np. statek z solarnymi żaglami, fotowoltaiczna autostrada, a nawet owadobójcza lampa z panelem fotowoltaicznym. Także miasta stawiają na energię słoneczną. W Los Angeles już ponad połowa infrastruktury miejskiej jest zasilana słońcem, począwszy od parkomatów po oświetlenie drogowe. Podobnie może być także w Polsce. Polska firma oferuje inteligentne solarne ławki generujące energię, którą można wykorzystać do zasilania smartfonów czy tabletów. Rocznie jedna ławka może doładować nawet 15 tys. telefonów.

 

Medycyna

Coraz więcej polskich patentów związanych z ochroną przed koronawirusem. W Urzędzie Patentowym RP już ok. 100 zgłoszeń dotyczy COVID-19

Od rozpoczęcia pandemii liczba zgłoszeń wynalazków w Urzędzie Patentowym wzrosła o ponad 5 proc. – Obecnie ponad 100 jest bezpośrednio związanych z ochroną przed COVID-19 – mówi Edyta Demby-Siwek, prezes Urzędu Patentowego RP. W Polsce pojawiły się już np. urządzenia dezynfekujące, które samoistnie i pod ciśnieniem rozpylają mgiełkę, od razu pokrywającą całą powierzchnię dłoni. Powstały też bramy dezynfekujące oparte na działaniu światła UVC czy namiot barierowy.