Самоочищающиеся ткани

Вам когда-нибудь хотелось, чтобы ваша одежда следила за собой сама, без вашего участия? Современная наука всё ближе к тому, чтобы исполнить этот маленький каприз человечества. Одежда, которую не нужно стирать — это не только возможность сберечь время и силы. С помощью самоочищающихся тканей учёные рассчитывают решить ряд других важных задач — таких, как экономия воды, электроэнергии и средств бытовой химии, а также борьба с инфекциями и защита вещей от преждевременного изнашивания.

«Убить» стирку и обанкротить прачечные
В 2010-11 годах в прессе появились первые статьи о том, что китайские учёные собираются «убить» стирку с помощью тканей, которые сами себя очищают и дезодорируют. Ткань пропитывали минеральным составом на основе двуокиси титана — вещества, которое можно встретить в составе белой краски, зубной пасты, пищевых красителей и солнцезащитных кремов. Действительно, на свету диоксид титана вырабатывает оксиданты, разрушающие пыль, грязь и бактерии на одежде. Недаром это вещество успешно используется в разработках самоочищающихся оконных стёкол, кафельной плитки и носков, которые никогда не пахнут. Толщина покрытия, в случае с окнами, составляет всего 10 нанометров.

Однако, вести о скорой «смерти» стирки были сильно преувеличены. Долгое время покрытия на основе диоксида титана работали только в условиях очень интенсивного УФ-облучения, в идеале — особого спектра. Перед учёными стояла непростая задача: «заставить» покрытие из диоксида титана эффективно работать при обычном солнечном свете, характерном для большинства мегаполисов мира. Кроме того, покрытие толщиной 10 нанометров было бы слишком «толстым» для ткани — если такое слово вообще применимо к нанотехнологиям! Требовалось создать покрытие вдвое тоньше, чтобы оно не влияло на сами свойства ткани.

Создание самоочищающегося покрытия
Прорыв в этой сфере произошёл в 2012 году. Шанхайские учёные создали смесь нанокристаллов диоксида титана с азотом на спиртовой основе и добавили в неё нейтрализатор кислотности триэтиламин. Этот «коктейль» взбалтывали в течение 12 часов при комнатной температуре и нагревали ещё 6 часов до 100°С. Затем в состав погрузили хлопковую ткань, отжали, нагрели и обработали йодидом серебра, который усилил способность покрытия реагировать на свет.

Чтобы протестировать свою разработку, инженеры нанесли на ткань пятно оранжевого красителя и поместили на солнце. Два часа спустя пятно уменьшилось на 71% — серьёзный скачок вперёд по сравнению с предыдущими разработками. Важно отметить, что покрытие на основе диоксида титана совершенно безвредно для самой ткани — как и для кожи человека. «По сути, такое покрытие сжигает посторонние органические вещества, и для сжигания ему достаточно комнатной температуры и солнечного света», — рассказывает инженер Джефри Янгблад.

Обычная стирка для необычных покрытий
Доктора Мингс Лонг и Дейонг Ву отметили, что самоочищающееся волокно прекрасно справляется с обычными повседневными загрязнениями от пыли, сажи, микробов. Но если вы прольёте на колени соус для спагетти, то вещь всё-таки придётся постирать обычным способом. Поэтому ещё одна тонкость заключалась в том, чтобы покрытие стойко выдерживало машинную стирку и сушку.

Эксперимент с оранжевым красителем успешно повторили 5 раз подряд на той же самой ткани, в промежутках отстирывая остатки пятна в машине. Стирка и сушка никак не отразились на свойствах покрытия: оно продолжало работать, как прежде.

Долгая жизнь для дорогих тканей
«С каждой стиркой цвет и текстура нашей одежды постепенно разрушаются», — напоминает доктор Валид Дауд из университета Гонконга. И если вы носите дешёвые джинсы, то это не беда. А вот такую дорогую и деликатную ткань, как кашемир, хотелось бы сохранить первозданной как можно дольше! Доктор Дауд и его коллеги разработали самоочищающееся покрытие для натурального кашемира и шерсти. А австралийские учёные «научили» шерстяные свитера и шёлковые галстуки справляться с пятнами кофе за 2 часа, синими чернилами — за 17 часов, и даже с пятнами от красного вина — за 20 часов пребывания на солнце.

Создать покрытие для шерсти и шёлка оказалось гораздо сложнее, чем для хлопковой ткани: их протеиновые волокна химически не связываются с диоксидом титана. Поэтому учёным пришлось модифицировать саму поверхность ткани, добавляя к ней вещества карбоксильной группы, которые притягивают самоочищающееся покрытие.

Микробы не пройдут!
Под действием солнечного света диоксид титана разрушает не только грязь, но и патогенные микроорганизмы. Это делает самоочищающиеся ткани особенно актуальными в больницах и других медицинских учреждениях. Возбудители заболеваний способны сохраняться на ткани до 3 месяцев. Но если сам материал будет убивать бактерии, то возможно, в мире станет меньше болезней и эпидемий.

И наконец, самая приятная новость — технология вполне доступна. Вещь с самоочищающимся покрытием будет не намного дороже обычной. К тому же, разница в цене компенсируется благодаря экономии на стирке и сушке. Многие аналитики считают, что самоочищающуюся одежду вскоре ждёт настоящий бум популярности — особенно в Японии, где сейчас ограничивают использование кондиционеров, и в других странах Азии, где люди часто потеют из-за жары.

Понравилась статья?

Подписывайтесь на нашу рассылку

Делитесь с друзьями в социальных сетях