วัสดุคอมโพสิตชนิดใหม่มีศักยภาพในการนำไปใช้ทางการแพทย์

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยจอร์เจียได้พัฒนาวัสดุชนิดใหม่ที่มีคุณสมบัติเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์การแพทย์ เช่น หน้ากากอนามัยและผ้าพันแผล นอกจากนี้ยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าวัสดุที่ใช้ในปัจจุบันอีกด้วย
ทีมงานที่นำโดย Gajanan Bhat ได้สร้างวัสดุคอมโพสิตที่มีความยืดหยุ่น ระบายอากาศได้ดี และดูดซับน้ำได้ดี ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ ด้วยการใช้วัสดุที่ไม่ทอ (ผ้าที่ผลิตจากการเชื่อมเส้นใยโดยไม่ต้องทอหรือถัก) ผ้าฝ้ายยังช่วยให้วัสดุที่ได้มีความสบายต่อผิว (ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในทางการแพทย์) และย่อยสลายได้ง่าย จึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าผลิตภัณฑ์ประเภทเดียวกันที่มีอยู่ในท้องตลาดปัจจุบัน
ในห้องปฏิบัติการวิจัย Northern Riverbend ศาสตราจารย์ Gajanan Bhat สาธิตวิธีการใช้ผ้าไม่ทอแบบยืดหยุ่นเป็นผ้าพันแผลทางการแพทย์ (ภาพโดย Andrew Davis Tucker/มหาวิทยาลัยจอร์เจีย)
ด้วยเงินทุนสนับสนุนจากกระทรวงเกษตรสหรัฐฯ (USDA) นักวิจัยได้ทดสอบการผสมผสานระหว่างผ้าฝ้าย ผ้าไม่ทอ และผ้าไม่ทอแบบดั้งเดิม เพื่อทดสอบคุณสมบัติต่างๆ เช่น การระบายอากาศ การดูดซับน้ำ และความยืดหยุ่น ผ้าคอมโพสิตมีประสิทธิภาพในการทดสอบที่ดี ระบายอากาศได้ดี ดูดซับน้ำได้ดีขึ้น และคืนตัวได้ดี หมายความว่าผ้าคอมโพสิตสามารถทนต่อการใช้งานซ้ำหลายครั้ง
ความต้องการผ้านอนวูฟเวนเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และคาดการณ์ว่ามูลค่าตลาดจะสูงถึง 7.7 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2570 ตามรายงานของ Acumen Research and Consulting ผ้านอนวูฟเวนถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์เครื่องใช้ในครัวเรือน เช่น ผ้าอ้อมสำเร็จรูป ผลิตภัณฑ์สุขอนามัยสำหรับผู้หญิง และตัวกรองอากาศและน้ำ ผ้านอนวูฟเวนมีคุณสมบัติกันน้ำ ยืดหยุ่น ระบายอากาศได้ดี และความสามารถในการกรองอากาศจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้ทางการแพทย์
ผลิตภัณฑ์บางชนิดที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางชีวการแพทย์ เช่น แผ่นแปะและผ้าพันแผล จำเป็นต้องยืดและพักฟื้นหลังการยืด แต่เนื่องจากผลิตภัณฑ์เหล่านี้สัมผัสกับร่างกาย การใช้ผ้าฝ้ายจึงเป็นประโยชน์อย่างแท้จริง วิทยาลัยครอบครัวและผู้บริโภคกล่าว บาร์ธ หัวหน้าภาควิชาสิ่งทอ การจัดจำหน่าย และการออกแบบตกแต่งภายใน ซึ่งเป็นผู้ร่วมเขียนบทความวิจัยนี้กับนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในปัจจุบัน กล่าว นักศึกษา ดี. ปาร์ธา ซิกดาร์ (ผู้เขียนคนแรก) และชาฟิกุล อิสลาม
แม้ว่าผ้าฝ้ายจะไม่ยืดหยุ่นเท่าผ้าไม่ทอ แต่ก็ดูดซับน้ำได้ดีกว่าและนุ่มกว่า ทำให้สวมใส่สบายกว่า ผ้าฝ้ายยังเป็นพืชผลหลักในรัฐจอร์เจียและเป็นส่วนสำคัญต่อเศรษฐกิจของรัฐ กระทรวงเกษตรสหรัฐฯ (USDA) กำลังมองหาวิธีการใช้งานผ้าฝ้ายใหม่ๆ อยู่เสมอ และบาร์ธแนะนำให้พวกเขา "ผสมผสานผ้าไม่ทอที่ยืดหยุ่นได้เข้ากับผ้าฝ้าย เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณผ้าฝ้ายสูงและมีความยืดหยุ่นสูง"
ศาสตราจารย์ Gajanan Bhat ทดสอบผ้าไม่ทอแบบยืดหยุ่นโดยใช้เครื่องทดสอบการซึมผ่านในห้องปฏิบัติการของเขาที่ Riverbend North Research Laboratories (ภาพโดย Andrew Davis Tucker/มหาวิทยาลัยจอร์เจีย)
Barth ซึ่งเชี่ยวชาญด้านวัสดุที่ไม่ทอ เชื่อว่าวัสดุที่ได้จะสามารถคงคุณสมบัติที่ต้องการของวัสดุที่ไม่ทอไว้ได้ ขณะเดียวกันก็จัดการง่ายกว่าและสามารถทำปุ๋ยหมักได้
เพื่อทดสอบคุณสมบัติของวัสดุผสม Bhat, Sikdar และ Islam ได้ผสมฝ้ายเข้ากับผ้าไม่ทอสองประเภท ได้แก่ ผ้าสปันบอนด์และผ้าเมลต์โบลน ผ้าไม่ทอชนิดสปันบอนด์มีเส้นใยที่หยาบกว่าและโดยทั่วไปจะมีความยืดหยุ่นมากกว่า ในขณะที่ผ้าไม่ทอชนิดหลอมอัดรีดจะมีเส้นใยที่ละเอียดกว่าและมีคุณสมบัติการกรองที่ดีกว่า
“ไอเดียคือ ‘การผสมผสานแบบไหนถึงจะได้ผลดี’” บัตต์กล่าว “คุณต้องการให้ผ้ามีความยืดหยุ่น ระบายอากาศได้ดี และดูดซับเหงื่อได้ดี”
ทีมวิจัยได้เตรียมผ้าไม่ทอที่มีความหนาต่างกันและนำมาผสมกับผ้าฝ้ายหนึ่งหรือสองแผ่น ทำให้ได้ผ้า 13 แบบสำหรับการทดสอบ
การทดสอบแสดงให้เห็นว่าวัสดุคอมโพสิตมีการดูดซึมน้ำที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับวัสดุแบบไม่ทอเดิม ในขณะที่ยังคงรักษาความสามารถในการระบายอากาศที่ดี วัสดุคอมโพสิตดูดซับน้ำได้มากกว่าผ้าที่ไม่ใช่ผ้าฝ้าย 3-10 เท่า นอกจากนี้ วัสดุคอมโพสิตยังรักษาความสามารถในการคืนตัวของผ้าแบบไม่ทอจากการยืด ช่วยให้ผ้าสามารถรองรับการเคลื่อนไหวตามธรรมชาติโดยไม่เสียรูป
กระบวนการผลิตผ้านอนวูฟเวนแบบคอมโพสิตสามารถใช้ผ้าฝ้ายคุณภาพต่ำกว่า และบางครั้งอาจใช้ผ้าฝ้ายเหลือทิ้งหรือผ้าฝ้ายรีไซเคิลจากการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น เสื้อยืดและผ้าปูที่นอน บาร์ธ ศาสตราจารย์ด้านเส้นใยและสิ่งทอของสมาคมกีฬาจอร์เจียกล่าว ดังนั้น ผลิตภัณฑ์ที่ได้จึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าและมีต้นทุนการผลิตถูกกว่า
การศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Industrial Textiles ผู้เขียนร่วมคือ ดั๊ก ฮินช์คลิฟฟ์ และ ไบรอัน คอนดอน จากศูนย์วิจัยภูมิภาคภาคใต้ของกระทรวงเกษตรสหรัฐฯ (USDA Southern Regional Research Center)