Georgian yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden materiaalin, jonka ominaisuudet sopivat erinomaisesti lääkinnällisiin laitteisiin, kuten maskeihin ja siteisiin. Se on myös ympäristöystävällisempi kuin nykyisin käytetyt materiaalit.
Gajanan Bhatin johtama tiimi onnistui luomaan kuitukankaita (kuiduista ilman kutomista tai neulomista tehtyjä kankaita) käyttäen joustavia, hengittäviä ja imukykyisiä komposiittimateriaaleja, jotka sopivat erinomaisesti lääkinnällisiin laitteisiin. Puuvillan lisääminen tekee myös tuloksena olevasta materiaalista miellyttävän iholla (tärkeä tekijä lääketieteellisissä tarkoituksissa) ja helpommin kompostoitavan, mikä tekee siitä ympäristöystävällisemmän kuin vastaavat tällä hetkellä markkinoilla olevat tuotteet.
Professori Gajanan Bhat osoittaa Northern Riverbend Research Laboratoryn laboratoriossaan, kuinka elastisia kuitukankaita voidaan kääriä ja käyttää lääketieteellisinä sidoksina. (Kuva: Andrew Davis Tucker/Georgian yliopisto)
Yhdysvaltain maatalousministeriön (USDA) rahoituksella tutkijat testasivat erilaisia puuvillan ja kuitukankaiden yhdistelmiä sekä alkuperäisiä kuitukankaita ominaisuuksien, kuten hengittävyyden, vedenimeytyvyyden ja venyvyyden, suhteen. Komposiittikankaat pärjäsivät testeissä hyvin tarjoten hyvän hengittävyyden, paremman vedenimeytyvyyden ja hyvän vetolujuuden palautuvuuden, mikä tarkoittaa, että ne kestävät toistuvaa käyttöä.
Kuitukankaiden kysyntä on kasvanut viime vuosina, ja Acumen Research and Consultingin raportin mukaan markkina-arvon odotetaan nousevan 77 miljardiin Yhdysvaltain dollariin vuonna 2027. Kuitukankaita käytetään laajalti kotitaloustuotteissa, kuten vaipoissa, naisten hygieniatuotteissa sekä ilman- ja vedensuodattimissa. Ne ovat vedenpitäviä, joustavia, hengittäviä, ja niiden kyky suodattaa ilmaa tekee niistä ihanteellisia lääketieteelliseen käyttöön.
”Jotkut näistä biolääketieteellisiin tarkoituksiin käytettävistä tuotteista, kuten laastarit ja siteet, vaativat jonkin verran venyttelyä ja palautumista venytyksen jälkeen. Mutta koska ne joutuvat kosketuksiin kehon kanssa, puuvillan käyttö voi itse asiassa olla hyödyllistä”, sanoo Family and Consumer College. Palvelut sanoivat tekstiilien, myynnin ja sisustussuunnittelun laitoksen johtaja Barth, joka kirjoitti artikkelin yhdessä nykyisen jatko-opiskelijan kanssa. Opiskelijat D. Partha Sikdar (ensimmäinen kirjoittaja) ja Shafiqul Islam.
Vaikka puuvilla ei ole yhtä joustavaa kuin kuitukangas, se on imukykyisempää ja pehmeämpää, mikä tekee siitä mukavamman käyttää. Puuvilla on myös tärkeä viljelykasvi Georgiassa ja tärkeä osa osavaltion taloutta. Yhdysvaltain maatalousministeriö etsii jatkuvasti uusia käyttötarkoituksia puuvillalle, ja Barth ehdotti, että he "yhdistävät joustavat kuitukankaat puuvillaan luodakseen jotain, jossa on paljon puuvillaa ja joka on joustava".
Professori Gajanan Bhat testaa venyviä kuitukankaita läpäisevyysmittarilla Riverbend North Research Laboratoriesin laboratoriossaan. (Kuva: Andrew Davis Tucker/Georgian yliopisto)
Kuitukankaisiin erikoistunut Barth uskoo, että tuloksena oleva materiaali voisi säilyttää kuitukankaiden halutut ominaisuudet ja olla samalla helpommin käsiteltävä ja kompostoitava.
Komposiittien ominaisuuksien testaamiseksi Bhat, Sikdar ja Islam yhdistivät puuvillaa kahden tyyppiseen kuitukankaaseen: kehrättyyn ja sulapuhallettuun. Kehrätyt kuitukankaat sisältävät karkeampia kuituja ja ovat yleensä kestävämpiä, kun taas sulapuhalletut kuitukankaat sisältävät hienompia kuituja ja niillä on paremmat suodatusominaisuudet.
”Ajatuksena oli, että mikä yhdistelmä antaa meille hyviä tuloksia?” Butt sanoi. ”Sen halutaan palautuvan venymisestä, mutta olevan myös hengittävä ja siirtävän kosteutta.”
Tutkimusryhmä valmisti eri paksuisia kuitukankaita ja yhdisti ne yhteen tai kahteen puuvillakangaslevyyn, jolloin testattavaksi saatiin 13 erilaista.
Testit ovat osoittaneet, että komposiittimateriaalilla on parempi vedenimukyky verrattuna alkuperäiseen kuitukangasta, säilyttäen samalla hyvän hengittävyyden. Komposiittimateriaalit imevät 3–10 kertaa enemmän vettä kuin puuvillattomat kankaat. Komposiitti säilyttää myös kuitukankaiden kyvyn palautua venymisestä, jolloin ne mukautuvat spontaaneihin liikkeisiin ilman muodonmuutoksia.
Komposiittikuitukankaiden valmistusprosessissa voidaan käyttää heikkolaatuisempaa puuvillaa ja joskus jopa jäte- tai kierrätyspuuvillaa esimerkiksi T-paitojen ja lakanoiden kaltaisten tuotteiden tuotannosta, sanoo Barth, Georgian urheiluliiton kuitu- ja tekstiiliprofessori. Näin ollen tuloksena oleva tuote on ympäristöystävällisempi ja halvempi tuottaa.
Tutkimus julkaistiin Industrial Textiles -lehdessä. Yhteiskirjoittajina ovat Doug Hinchliffe ja Brian Condon USDA Southern Regional Research Centeristä.
Julkaisun aika: 23. tammikuuta 2024