Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Τζόρτζια ανέπτυξαν ένα νέο υλικό του οποίου οι ιδιότητες είναι ιδανικές για ιατρικές συσκευές όπως μάσκες και επίδεσμοι. Είναι επίσης πιο φιλικό προς το περιβάλλον από τα υλικά που χρησιμοποιούνται σήμερα.
Χρησιμοποιώντας μη υφασμένα υλικά (υφάσματα που κατασκευάζονται με ένωση ινών χωρίς ύφανση ή πλέξιμο), η ομάδα με επικεφαλής τον Gajanan Bhat κατάφερε να δημιουργήσει εύκαμπτα, αναπνεύσιμα και απορροφητικά σύνθετα υλικά που είναι ιδανικά για ιατρικές συσκευές. Η συμπερίληψη βαμβακιού καθιστά επίσης το προκύπτον υλικό άνετο στο δέρμα (ένας σημαντικός παράγοντας για ιατρικούς σκοπούς) και ευκολότερο στην κομποστοποίηση, καθιστώντας το πιο φιλικό προς το περιβάλλον από παρόμοια προϊόντα που κυκλοφορούν σήμερα στην αγορά.
Στο εργαστήριό του στο Ερευνητικό Εργαστήριο Northern Riverbend, ο καθηγητής Gajanan Bhat καταδεικνύει πώς τα ελαστικά μη υφασμένα υφάσματα μπορούν να τυλιχτούν και να χρησιμοποιηθούν ως ιατρικοί επίδεσμοι. (Φωτογραφία από τον Andrew Davis Tucker/Πανεπιστήμιο της Τζόρτζια)
Με χρηματοδότηση από το USDA, οι ερευνητές εξέτασαν διάφορους συνδυασμούς βαμβακιού και μη υφασμένων υφασμάτων, καθώς και πρωτότυπα μη υφασμένα υφάσματα, για ιδιότητες όπως η αναπνοή, η απορρόφηση νερού και η ελαστικότητα. Τα σύνθετα υφάσματα είχαν καλή απόδοση στις δοκιμές, παρέχοντας καλή αναπνοή, μεγαλύτερη απορρόφηση νερού και καλή ανάκτηση εφελκυσμού, που σημαίνει ότι μπορούν να αντέξουν στην επαναλαμβανόμενη χρήση.
Η ζήτηση για μη υφασμένα υφάσματα αυξάνεται τα τελευταία χρόνια και η αγοραία αξία τους αναμένεται να φτάσει τα 77 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2027, σύμφωνα με έκθεση της Acumen Research and Consulting. Τα μη υφασμένα υφάσματα χρησιμοποιούνται ευρέως σε οικιακά προϊόντα όπως πάνες, προϊόντα γυναικείας υγιεινής και φίλτρα αέρα και νερού. Είναι αδιάβροχα, εύκαμπτα, αναπνεύσιμα και η ικανότητά τους να φιλτράρουν τον αέρα τα καθιστά ιδανικά για ιατρική χρήση.
«Ορισμένα από αυτά τα προϊόντα που χρησιμοποιούνται για βιοϊατρικούς σκοπούς, όπως τα επιθέματα και οι επίδεσμοι, απαιτούν κάποιο τέντωμα και ανάρρωση μετά το τέντωμα. Αλλά επειδή έρχονται σε επαφή με το σώμα, η χρήση βαμβακιού μπορεί στην πραγματικότητα να είναι ωφέλιμη, λέει το Κολλέγιο Οικογένειας και Καταναλωτών. Υπηρεσίες δήλωσε ο Barth, πρόεδρος του Τμήματος Κλωστοϋφαντουργικών Προϊόντων, Εμπορευμάτων και Εσωτερικού Σχεδιασμού, ο οποίος συνυπέγραψε την εργασία με έναν τρέχοντα μεταπτυχιακό φοιτητή. Οι φοιτητές D. Partha Sikdar (πρώτος συγγραφέας) και Shafiqul Islam.
Αν και το βαμβάκι δεν είναι τόσο ελαστικό όσο το μη υφασμένο ύφασμα, είναι πιο απορροφητικό και μαλακό, καθιστώντας το πιο άνετο στη χρήση. Το βαμβάκι είναι επίσης μια σημαντική καλλιέργεια στη Τζόρτζια και ένα σημαντικό μέρος της οικονομίας της πολιτείας. Το USDA αναζητά πάντα νέες χρήσεις για το βαμβάκι και ο Barth πρότεινε να «συνδυάσουν τα ελαστικά μη υφασμένα υφάσματα με το βαμβάκι για να δημιουργήσουν κάτι που έχει υψηλή περιεκτικότητα σε βαμβάκι και είναι ελαστικό».
Ο καθηγητής Gajanan Bhat δοκιμάζει ελαστικά μη υφασμένα υφάσματα χρησιμοποιώντας μια συσκευή δοκιμής διαπερατότητας στο εργαστήριό του στα Ερευνητικά Εργαστήρια Riverbend North. (Φωτογραφία από τον Andrew Davis Tucker/Πανεπιστήμιο της Τζόρτζια)
Ο Barth, ο οποίος ειδικεύεται σε μη υφασμένα υφάσματα, πιστεύει ότι το υλικό που προκύπτει θα μπορούσε να διατηρήσει τις επιθυμητές ιδιότητες των μη υφασμένων υφασμάτων, ενώ παράλληλα θα ήταν πιο εύκολο στη διαχείριση και θα μπορούσε να λιπασματοποιηθεί.
Για να ελέγξουν τις ιδιότητες των σύνθετων υλικών, οι Bhat, Sikdar και Islam συνδύασαν το βαμβάκι με δύο τύπους μη υφασμένων υλικών: spunbond και meltblown. Τα μη υφασμένα υλικά spunbond περιέχουν πιο χονδρές ίνες και είναι γενικά πιο ανθεκτικά, ενώ τα μη υφασμένα υλικά melt extruded περιέχουν πιο λεπτές ίνες και έχουν καλύτερες ιδιότητες φιλτραρίσματος.
«Η ιδέα ήταν, "Ποιος συνδυασμός θα μας δώσει καλά αποτελέσματα;"», είπε ο Butt. «Θέλετε να έχει κάποια αποκατάσταση της ελαστικότητας, αλλά και να είναι αναπνεύσιμο και να έχει κάποια ικανότητα απορρόφησης υδάτων».
Η ερευνητική ομάδα ετοίμασε μη υφασμένα υφάσματα διαφόρων πάχους και τα συνδύασε με ένα ή δύο φύλλα βαμβακερού υφάσματος, με αποτέλεσμα 13 ποικιλίες για δοκιμή.
Οι δοκιμές έχουν δείξει ότι το σύνθετο υλικό έχει βελτιωμένη απορρόφηση νερού σε σύγκριση με το αρχικό μη υφασμένο υλικό, διατηρώντας παράλληλα καλή αναπνοή. Τα σύνθετα υλικά απορροφούν 3-10 φορές περισσότερο νερό από τα μη βαμβακερά υφάσματα. Το σύνθετο διατηρεί επίσης την ικανότητα των μη υφασμένων υφασμάτων να ανακάμπτουν από το τέντωμα, επιτρέποντάς τους να προσαρμόζονται σε αυθόρμητες κινήσεις χωρίς παραμόρφωση.
Η διαδικασία κατασκευής σύνθετων μη υφασμένων υφασμάτων μπορεί να χρησιμοποιεί βαμβάκι χαμηλότερης ποιότητας και μερικές φορές ακόμη και απόβλητα ή ανακυκλωμένο βαμβάκι από την παραγωγή προϊόντων όπως μπλουζάκια και σεντόνια, λέει ο Barth, καθηγητής ινών και υφασμάτων στην Αθλητική Ένωση της Τζόρτζια. Έτσι, το προϊόν που προκύπτει είναι πιο φιλικό προς το περιβάλλον και φθηνότερο στην παραγωγή.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Industrial Textiles. Συν-συγγραφείς είναι οι Doug Hinchliffe και Brian Condon του Κέντρου Έρευνας Southern Regional του USDA.
Ώρα δημοσίευσης: 23 Ιανουαρίου 2024