Džordžijas Universitātes pētnieki ir izstrādājuši jaunu materiālu, kura īpašības ir ideāli piemērotas medicīnas ierīcēm, piemēram, maskām un pārsējiem. Tas ir arī videi draudzīgāks nekā pašlaik izmantotie materiāli.
Izmantojot neaustos materiālus (audumus, kas izgatavoti, savienojot šķiedras bez aušanas vai adīšanas), Gadžana Bhata vadītā komanda spēja radīt elastīgus, elpojošus un absorbējošus kompozītmateriālus, kas ir ideāli piemēroti medicīnas ierīcēm. Kokvilnas iekļaušana padara iegūto materiālu arī patīkamu ādai (svarīgs faktors medicīniskiem nolūkiem) un vieglāk kompostējamu, padarot to videi draudzīgāku nekā līdzīgi produkti, kas pašlaik ir tirgū.
Savā laboratorijā Ziemeļu Riverbendas pētniecības laboratorijā profesors Gadžanans Bhats demonstrē, kā elastīgus neaustos audumus var ietīt un izmantot kā medicīniskos pārsējus. (Foto: Endrjū Deiviss Takers/Džordžijas Universitāte)
Ar ASV Lauksaimniecības departamenta finansējumu pētnieki testēja dažādas kokvilnas un neausto audumu kombinācijas, kā arī oriģinālos neaustos audumus, lai noteiktu tādas īpašības kā elpojamība, ūdens absorbcija un stiepjamība. Kompozītmateriāli testos uzrādīja labus rezultātus, nodrošinot labu elpojamību, lielāku ūdens absorbciju un labu stiepes atjaunošanos, kas nozīmē, ka tie var izturēt atkārtotu lietošanu.
Pēdējos gados pieprasījums pēc neaustiem materiāliem ir pieaudzis, un saskaņā ar Acumen Research and Consulting ziņojumu, paredzams, ka tirgus vērtība 2027. gadā sasniegs 77 miljardus ASV dolāru. Neaustie materiāli tiek plaši izmantoti mājsaimniecības precēs, piemēram, autiņbiksītēs, sieviešu higiēnas līdzekļos un gaisa un ūdens filtros. Tie ir ūdensnecaurlaidīgi, elastīgi, elpojoši, un to spēja filtrēt gaisu padara tos ideāli piemērotus medicīniskai lietošanai.
“Daži no šiem biomedicīnas nolūkos izmantotajiem produktiem, piemēram, plāksteri un saites, prasa zināmu stiepšanos un atjaunošanos pēc stiepšanās. Taču, tā kā tie nonāk saskarē ar ķermeni, kokvilnas lietošana patiesībā var būt labvēlīga,” saka Ģimenes un patērētāju koledža. Pakalpojumu dienests sacīja Bārts, Tekstilizstrādājumu, tirdzniecības un interjera dizaina katedras vadītājs, kurš ir šī raksta līdzautors kopā ar pašreizējo maģistrantu. Studenti D. Parta Sikdars (pirmais autors) un Šafikuls Islāms.
Lai gan kokvilna nav tik elastīga kā neausts audums, tā ir absorbējošāka un mīkstāka, padarot to ērtāku valkāšanai. Kokvilna ir arī nozīmīga kultūra Džordžijas štatā un svarīga štata ekonomikas sastāvdaļa. ASV Lauksaimniecības departaments (USDA) vienmēr meklē jaunus kokvilnas pielietojuma veidus, un Barts ieteica viņiem “apvienot elastīgus neaustos audumus ar kokvilnu, lai radītu kaut ko tādu, kam ir augsts kokvilnas saturs un kas ir elastīgs”.
Profesors Gadžanans Bhats savā laboratorijā Riverbend North Research Laboratories testē elastīgus neaustos audumus, izmantojot caurlaidības testeri. (Foto: Endrjū Deiviss Takers/Džordžijas Universitāte)
Barts, kurš specializējas neausto materiālu ražošanā, uzskata, ka iegūtais materiāls varētu saglabāt neausto materiālu vēlamās īpašības, vienlaikus esot vieglāk apstrādājams un kompostējams.
Lai pārbaudītu kompozītu īpašības, Bhats, Sikdars un Islāms apvienoja kokvilnu ar divu veidu neaustiem materiāliem: vērptu un kausēti pūstu. Vērpti neausti materiāli satur rupjākas šķiedras un parasti ir izturīgāki, savukārt kausēti ekstrudēti neausti materiāli satur smalkākas šķiedras un tiem ir labākas filtrācijas īpašības.
“Ideja bija: “Kāda kombinācija dos mums labus rezultātus?”” sacīja Buts. “Jūs vēlaties, lai tai būtu zināma stiepšanās atjaunošanās spēja, bet tā būtu arī elpojoša un ar zināmu mitruma novadīšanas spēju.”
Pētnieku komanda sagatavoja dažāda biezuma neaustos audumus un apvienoja tos ar vienu vai divām kokvilnas auduma loksnēm, iegūstot 13 šķirnes testēšanai.
Testi ir parādījuši, ka kompozītmateriālam ir uzlabota ūdens absorbcija salīdzinājumā ar sākotnējo neausto materiālu, vienlaikus saglabājot labu elpojamību. Kompozītmateriāli absorbē 3–10 reizes vairāk ūdens nekā audumi, kas nesatur kokvilnu. Kompozītmateriāls arī saglabā neausto materiālu spēju atgūties pēc stiepšanās, ļaujot tiem pielāgoties spontānām kustībām bez deformācijas.
Bārts, šķiedru un tekstilizstrādājumu profesors Džordžijas Sporta asociācijā, saka, ka kompozītmateriālu neausto materiālu ražošanas procesā var izmantot zemākas kvalitātes kokvilnu un dažreiz pat kokvilnas atlikumus vai pārstrādātu materiālu no tādu produktu kā T-kreklu un gultas palagu ražošanas. Tādējādi iegūtais produkts ir videi draudzīgāks un lētāk ražojams.
Pētījums tika publicēts žurnālā “Industrial Textiles”. Līdzautori ir Dags Hinčlifs un Braiens Kondons no USDA Dienvidu reģionālā pētniecības centra.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 23. janvāris