Istraživači sa Sveučilišta Georgia razvili su novi materijal čija su svojstva idealna za medicinske uređaje poput maski i zavoja. Također je ekološki prihvatljiviji od trenutno korištenih materijala.
Koristeći netkane materijale (tkanine izrađene spajanjem vlakana bez tkanja ili pletenja), tim predvođen Gajananom Bhatom uspio je stvoriti fleksibilne, prozračne i upijajuće kompozitne materijale idealne za medicinske uređaje. Uključivanje pamuka također čini dobiveni materijal ugodnim za kožu (važan faktor u medicinske svrhe) i lakšim za kompostiranje, što ga čini ekološki prihvatljivijim od sličnih proizvoda koji su trenutno na tržištu.
U svom laboratoriju u istraživačkom laboratoriju Northern Riverbend, profesor Gajanan Bhat pokazuje kako se elastični netkani materijali mogu omotati i koristiti kao medicinski zavoji. (Fotografija: Andrew Davis Tucker/Sveučilište Georgia)
Uz financiranje USDA-e, istraživači su testirali različite kombinacije pamuka i netkanog tekstila, kao i originalnog netkanog tekstila, na svojstva poput prozračnosti, upijanja vode i rastezljivosti. Kompozitne tkanine dobro su se pokazale u testovima, pružajući dobru prozračnost, veću upijanje vode i dobar oporavak vlačne čvrstoće, što znači da mogu izdržati ponovljenu upotrebu.
Potražnja za netkanim tekstilom raste posljednjih godina, a očekuje se da će tržišna vrijednost doseći 77 milijardi američkih dolara u 2027. godini, prema izvješću tvrtke Acumen Research and Consulting. Netkani tekstil se široko koristi u kućanskim proizvodima kao što su pelene, proizvodi za žensku higijenu te filteri za zrak i vodu. Vodootporan je, fleksibilan, prozračan, a njegova sposobnost filtriranja zraka čini ga idealnim za medicinsku upotrebu.
„Neki od ovih proizvoda koji se koriste u biomedicinske svrhe, poput flastera i zavoja, zahtijevaju određeno istezanje i oporavak nakon istezanja. Ali budući da dolaze u kontakt s tijelom, korištenje pamuka zapravo može biti korisno“, kaže Fakultet za obiteljske i potrošačke usluge, rekao je Barth, pročelnik Odjela za tekstil, trgovinu i dizajn interijera, koji je koautor rada s trenutnim diplomskim studentom. Studenti D. Partha Sikdar (prvi autor) i Shafiqul Islam.“
Iako pamuk nije toliko rastezljiv kao netkani materijal, upija više i mekši je, što ga čini udobnijim za nošenje. Pamuk je također glavna kultura u Georgiji i važan dio državnog gospodarstva. USDA uvijek traži nove načine korištenja pamuka, a Barth je predložio da „kombiniraju rastezljive netkane materijale s pamukom kako bi stvorili nešto što ima visok udio pamuka i rastezljivo je“.
Profesor Gajanan Bhat testira rastezljive netkane materijale pomoću uređaja za ispitivanje propusnosti u svom laboratoriju u Riverbend North Research Laboratories. (Fotografija: Andrew Davis Tucker/Sveučilište Georgia)
Barth, koji se specijalizirao za netkane materijale, vjeruje da bi dobiveni materijal mogao zadržati željena svojstva netkanih materijala, a istovremeno biti lakši za rukovanje i kompostabilan.
Kako bi testirali svojstva kompozita, Bhat, Sikdar i Islam kombinirali su pamuk s dvije vrste netkanog tekstila: spunbond i meltblown. Spunbond netkani tekstil sadrži grublja vlakna i općenito je otporniji, dok melt ekstrudirani netkani tekstil sadrži finija vlakna i ima bolja svojstva filtracije.
„Ideja je bila: 'Koja će nam kombinacija dati dobre rezultate?'“, rekao je Butt. „Želite da ima određenu sposobnost oporavka od rastezanja, ali i da bude prozračan i da ima određenu sposobnost upijanja vlage.“
Istraživački tim pripremio je netkani materijal različitih debljina i kombinirao ga s jednim ili dva lista pamučne tkanine, što je rezultiralo 13 varijanti za testiranje.
Testovi su pokazali da kompozitni materijal ima poboljšanu apsorpciju vode u usporedbi s originalnim netkanim materijalom, uz zadržavanje dobre prozračnosti. Kompozitni materijali upijaju 3-10 puta više vode od tkanina koje nisu od pamuka. Kompozit također zadržava sposobnost netkanog materijala da se oporavi od istezanja, omogućujući im da se prilagode spontanim pokretima bez deformacije.
U procesu izrade kompozitnih netkanih materijala može se koristiti pamuk niže kvalitete, a ponekad čak i otpadni ili reciklirani pamuk iz proizvodnje proizvoda poput majica i posteljine, kaže Barth, profesor vlakana i tekstila na Atletskom savezu Georgije. Stoga je dobiveni proizvod ekološki prihvatljiviji i jeftiniji za proizvodnju.
Studija je objavljena u časopisu Industrial Textiles. Koautori su Doug Hinchliffe i Brian Condon iz Istraživačkog centra za južnu regionalnu politiku USDA-e.
Vrijeme objave: 23. siječnja 2024.