Frugt af Nano-væven

Ved at udnytte kemi og nanoteknologi skaber forskerne en ny generation af tøj, der gør mere end at se moderigtigt ud og holde bæreren varm. Allerede nu sælger butikker bukser, der modstår pletter takket være belægninger lavet af nanowhiskers og lugtspisende sokker, der fanger mikrober ved hjælp af nanopartikler.

Nu udvikler forskere tøj til militære og medicinske applikationer, der ser ud til at gøre det hele: blokere toksiner, dræbe bakterier på overfladen og trække vejret tilstrækkeligt til at tillade sved at undslippe.

Det seneste fremskridt, et samarbejde mellem forskere ved Cornell University og University of California, Davis, syr porøse membraner og bakteriedræbende polymermolekyler sammen. Resultaterne kunne give forbedret ydeevne i situationer, hvor der er behov for modstand mod væske eller damp, såsom for medicinsk personale eller soldater, der er udsat for patogener. Forskerne planlægger at teste deres nye stof på medicinsk og militært personale i år og at kommercialisere stoffet inden 2008.

Der har været meget arbejde i tekstiler for at finde på kombinationer af materialer, der giver høje funktionelle egenskaber, siger Kay Obendorf, tekstilkemiprofessor ved Cornell, som har specialiseret sig i fibres overfladekemi. Vi har brug for et materiale, der vil være en barriere for bakterier og samtidig ændre dets toksicitetsniveau.

Det seneste værk havde sin tilblivelse i 2000, da Bande Sun , en professor i tekstiler og beklædning ved University of California, Davis, opfandt en metode til at fæstne klorholdige polymermolekyler, kaldet halamider, til tekstilfibre. Disse molekyler dræber bakterier næsten øjeblikkeligt ved kontakt. Halamider er kemisk de samme som desinfektionsmidlet, der bruges i svømmebassiner, siger Sun. De er sikre for kontakt med huden, dræber bakterier og absorberer lugt.

Med denne teknologi skabte Sun prototype lugtfri sokker i 2000 og viste, at bakteriebekæmpende halamider kunne genaktiveres ved blot at tilføje noget husholdningsblegemiddel til vasken. I 2001 licenserede han teknologien til Vanson HaloSource, en Redmond, WA-baseret biovidenskabsvirksomhed, der bruger halamid-baseret teknologi til kommercielle applikationer. Vanson HaloSource har med succes udviklet anti-bakterielle sengetøj og vatrondeller til medicinsk brug, og det har også givet Sun næsten $400.000 til at fortsætte sin forskning.

Sun sagde, at han vidste, at militæret allerede havde udviklet beskyttende beklædning ved hjælp af porøse membraner for at stoppe indtrængning af biologiske midler som bakterier. Men nogle agenter ville stadig sidde fast på ydersiden af ​​uniformen, hvilket kunne føre til en forureningstrussel. Ved at gå sammen med Obendorf i 2005 byggede Sun videre på denne eksisterende teknologi ved at fastgøre halamidmolekyler til porøse membraner. Disse hybridmaterialer vil nu blive påført som en belægning på stof og derved fange og dræbe dødelige stoffer som miltbrand.

Sådan gjorde de det: De startede med porøse membraner lavet af polyurethan, et stof, der har styrke og elasticitet - nyttige egenskaber i stoffer som spandex. Derefter podede de på et lag af halamidmolekyler, der dannede en permanent kemisk binding mellem de to forskellige materialer. Det vedhæftede halogenamidlag har en affinitet til væske. Når en væske rammer hybridmaterialet, svulmer dette lag og absorberer toksiner, der kan være i væsken. Dette vil give den ultimative beskyttelse, sagde Sun. Vi kan absorbere, fange og dræbe bakterierne.

Sun og Obendorf optimerede også membranens porestørrelse for at tillade sved at passere igennem, mens de blokerede bakterier, som er meget større. Sved danner dampdråber mindre end en nanometer i diameter - svarende til et par par atomer, der står på række. En miltbrandbakterie er for eksempel omkring en mikrometer stor.

Gang Suns banebrydende arbejde repræsenterer en af ​​de største succeser for National Textile Center-sponsoreret forskning, sagde Martin Jacobs, administrerende direktør for Nationalt Tekstilcenter , et føderalt finansieret forskningskonsortium bestående af otte amerikanske universiteter. NTC bevilgede Sun og Obendorf $300.000 til at skabe disse materialer. Han har skabt både kommerciel og US Air Force-interesse.

I sidste ende, sagde Sun, kunne disse beklædningsgenstande beskytte soldater, læger og civile mod skade. Han og Obendorf arbejder også sammen med National Textile Center for at udvikle stoffer til landbrugsarbejdere, der udsættes for pesticider i et miljø med høje temperaturer og høj luftfugtighed, og håber at bringe deres tekstiler på markedet til alle anvendelser om to år. Hvis der er en potentiel risiko, sagde Sun, kan disse teknologier give den bedste beskyttelse.

skjule