Cercetătorii de la Universitatea din Georgia au dezvoltat un nou material ale cărui proprietăți sunt ideale pentru dispozitive medicale precum măști și bandaje. De asemenea, este mai ecologic decât materialele utilizate în prezent.
Folosind materiale nețesute (materiale textile realizate prin îmbinarea fibrelor fără țesut sau tricotat), echipa condusă de Gajanan Bhat a reușit să creeze materiale compozite flexibile, respirabile și absorbante, ideale pentru dispozitive medicale. Includerea bumbacului face ca materialul rezultat să fie confortabil pe piele (un factor important în scopuri medicale) și mai ușor de compostat, ceea ce îl face mai ecologic decât produsele similare de pe piață.
În laboratorul său de la Laboratorul de Cercetare Northern Riverbend, profesorul Gajanan Bhat demonstrează cum materialele elastice nețesute pot fi înfășurate și utilizate ca pansamente medicale. (Fotografie de Andrew Davis Tucker/Universitatea din Georgia)
Cu finanțare de la USDA, cercetătorii au testat diverse combinații de bumbac și materiale nețesute, precum și materiale nețesute originale, pentru proprietăți precum respirabilitatea, absorbția apei și elasticitatea. Țesăturile compozite au avut rezultate bune în teste, oferind o bună respirabilitate, o absorbție mai mare a apei și o bună recuperare la tracțiune, ceea ce înseamnă că pot rezista la utilizări repetate.
Cererea de materiale nețesute a crescut în ultimii ani, iar valoarea de piață este estimată să ajungă la 77 de miliarde de dolari americani în 2027, potrivit unui raport al Acumen Research and Consulting. Materialele nețesute sunt utilizate pe scară largă în produse de uz casnic, cum ar fi scutece, produse de igienă feminină și filtre de aer și apă. Sunt impermeabile, flexibile, respirabile, iar capacitatea lor de a filtra aerul le face ideale pentru uz medical.
„Unele dintre aceste produse utilizate în scopuri biomedicale, cum ar fi plasturii și bandajele, necesită o anumită perioadă de întindere și recuperare după întindere. Dar, deoarece intră în contact cu corpul, utilizarea bumbacului poate fi de fapt benefică”, spune Family and Consumer College. A declarat Barth, președintele Departamentului de Textile, Comercializare și Design Interior, care a scris lucrarea împreună cu un student absolvent. Studenții D. Partha Sikdar (primul autor) și Shafiqul Islam.
Deși bumbacul nu este la fel de elastic ca materialul nețesut, este mai absorbant și mai moale, ceea ce îl face mai confortabil de purtat. Bumbacul este, de asemenea, o cultură majoră în Georgia și o parte importantă a economiei statului. USDA este mereu în căutare de noi utilizări pentru bumbac, iar Barth a sugerat „combinarea materialelor nețesute elastice cu bumbacul pentru a crea ceva cu un conținut ridicat de bumbac și elastic”.
Profesorul Gajanan Bhat testează materiale nețesute elastice folosind un tester de permeabilitate în laboratorul său de la Riverbend North Research Laboratories. (Fotografie de Andrew Davis Tucker/Universitatea din Georgia)
Barth, specializat în materiale nețesute, consideră că materialul rezultat ar putea păstra proprietățile dorite ale materialelor nețesute, fiind în același timp mai ușor de manipulat și compostabil.
Pentru a testa proprietățile compozitelor, Bhat, Sikdar și Islam au combinat bumbacul cu două tipuri de materiale nețesute: filate și topite. Materialele nețesute filate conțin fibre mai grosiere și sunt, în general, mai rezistente, în timp ce materialele nețesute extrudate prin topire conțin fibre mai fine și au proprietăți de filtrare mai bune.
„Ideea era: «Ce combinație ne va oferi rezultate bune?»”, a spus Butt. „Vrei ca materialul să aibă o oarecare elasticitate și o anumită capacitate de recuperare a aerului, dar să fie și respirabil și să aibă o oarecare capacitate de absorbție a apei.”
Echipa de cercetare a preparat materiale nețesute de diferite grosimi și le-a combinat cu una sau două foi de țesătură de bumbac, rezultând 13 varietăți pentru testare.
Testele au arătat că materialul compozit are o absorbție îmbunătățită a apei în comparație cu materialul nețesut original, menținând în același timp o bună respirabilitate. Materialele compozite absorb de 3-10 ori mai multă apă decât țesăturile care nu sunt din bumbac. De asemenea, compozitul păstrează capacitatea materialelor nețesute de a se recupera după întindere, permițându-le să se adapteze mișcărilor spontane fără deformare.
Procesul de fabricare a materialelor nețesute compozite poate utiliza bumbac de calitate inferioară și uneori chiar bumbac rezidual sau reciclat din producția de produse precum tricouri și cearșafuri, spune Barth, profesor de fibre și textile la Asociația Atletică din Georgia. Astfel, produsul rezultat este mai ecologic și mai ieftin de produs.
Studiul a fost publicat în revista Industrial Textiles. Coautori sunt Doug Hinchliffe și Brian Condon de la Centrul Regional de Cercetare Sudic al USDA.
Data publicării: 23 ian. 2024