Самоочищающаяся ткань. Природа на службе человеку.

 В современных нанотехнологиях широко используется прием, называемый биомиметикой, суть которого состоит в том, чтобы «подсмотреть» и повторить успешное решение проблемы, которое использует сама природа. Так была получена «самоочищающаяся» ткань, секрет которой подсказал цветок лотоса.

Американские исследователи из университета Клемсона на основе детальных исследований структуры листьев лотоса создали «самоочищающееся» покрытие», которое отталкивает гораздо больше воды и грязи, чем обычные ткани. По словам химика-текстильщика Фила Брауна, покрытие не очищает само себя, оно просто отталкивает грязь лучше, чем любая существующая сегодня ткань. Принцип действия позаимствован у природы. Как было установлено, листья лотоса обладают свойством «самостоятельного очищения», их поверхность отталкивает большую часть грязи и воды.

 

Удивительными свойствами листьев лотоса отталкивать капли воды восхищались поэты и ученые Востока тысячи лет назад. В Китае лотос символизирует целомудрие, что не удивительно – произрастая в грязных илистых водоемах, лотос сохраняет свою чистоту и очарование.

Все дело – в микроскопических бугорках, которыми покрыты листья и цветок лотоса. А бугорки, в свою очередь, покрыты еще более мелкими «нановолосиками». Капля воды, попадая на такую бугристую поверхность, не может равномерно расположиться на ней, т.к. этому мешают силы поверхностного натяжения. Поэтому капли скатываются с поверхности листа, не оставляя следа и смывая грязь, пыль и бактерии.

Исследователи повторили этот механизм, нанеся разработанное покрытие на волокна ткани. Для этого ткань обработали специальным связующим полимером (полиглицидилом метакрилатом), который затем покрыли наночастицами серебра, остановив на них свой выбор из-за их противомикробного действия. Далее на поверхности наночастиц был выращен еще один полимерный гидрофобный слой, который отталкивает капли воды, заставляя их катиться по ткани и собирать грязь. Покрытие устойчиво и не разрушается при очистке и механическом воздействии.

Созданная ткань, использующая этот принцип, даже если ее пытаться сильно испачкать, будет отталкивать большинство мокрой грязи. А оставшуюся можно будет легко смыть обычной водой. Использование различных наночастиц в составе нового покрытия, безвредного для окружающей среды, позволит ткани приобрести ряд полезных свойств: от поглощения неприятных запахов до уничтожения микроорганизмов. Его можно нанести практически на любую ткань, включая шелк, полиэфир и хлопок.

Применение долго незагрязняющаяся ткань найдет в первую очередь при создании больничной, спортивной, военно-спасательной экипировки. А в швейцарском технологическом институте в Цюрихе создали поедающий грязь биоматериал. Прототип живой плёнки показал, что способен разлагать и поглощать попавшие на поверхность вещества.

Швейцарские учёные разработали тонкую полимерную плёнку, содержащую благородную плесень. Материал устроен таким образом, что плесень эта не может распространиться за пределы плёнки, но при этом способна устранять ряд органических загрязнителей на поверхности, например остатки еды на столе или пятна от пролитого сока.

В роли наполнителя для своего материала исследователи использовали грибок Penicillium roqueforti. Он применяется в пищевой промышленности, в частности, при созревании сыра рокфор.

Этот грибок экспериментаторы нанесли на тонкую полимерную плёнку, а сверху прикрыли другим полимером, в котором проделали множество наноразмерных пор. Последние слишком малы, чтобы P. roqueforti мог бы выбраться наружу, но достаточно велики для прохода внутрь воды, органики и воздуха.

Реакцию биоматериала учёные проверили при помощи сахарного сиропа. За две недели новая плёнка съела его полностью, оставив свою поверхность девственно чистой.

При этом важно, что как только сахар закончился, рост и размножение грибка сменились его спячкой. А после добавления новой порции загрязнителя плесень снова проснулась.

Авторы изобретения говорят, что в неактивном состоянии плесень, запертая между двух слоёв полимеров, может находиться очень и очень долго. Всё, что требуется, чтобы она не умерла, – немного влаги в окружающем воздухе.

Подобные многослойные плёнки, которые содержат внутри микроорганизмы, находящиеся под полным контролем, могут послужить основой для целого класса биологически активных материалов, к примеру, покрытий для медицинских инструментов, упаковки пищевых продуктов, оформления интерьера зданий и так далее.

Все так же нас продолжают удивлять слова главного героя документально-художественных книг А.Новых, Сэнсэя, который еще задолго до изобретения грязеотталкивающего материала, основанного на наночастицах, спокойно рассуждает о принципах его действия и изготовления… Что это? Пророческий дар автора? Или что-то иное? Предлагаем вам разобраться в этом вопросе самостоятельно, и обещаем, что вы будете удивлены…