Các nhà nghiên cứu tại Đại học Georgia đã phát triển một loại vật liệu mới có đặc tính lý tưởng cho các thiết bị y tế như khẩu trang và băng gạc. Nó cũng thân thiện với môi trường hơn so với các vật liệu hiện đang được sử dụng.
Sử dụng vật liệu không dệt (vải được tạo ra bằng cách nối các sợi mà không cần dệt hoặc đan), nhóm nghiên cứu do Gajanan Bhat dẫn đầu đã tạo ra vật liệu composite linh hoạt, thoáng khí và thấm hút, lý tưởng cho các thiết bị y tế. Việc bổ sung bông cũng giúp vật liệu tạo ra dễ chịu trên da (một yếu tố quan trọng cho mục đích y tế) và dễ phân hủy hơn, thân thiện với môi trường hơn so với các sản phẩm tương tự hiện có trên thị trường.
Trong phòng thí nghiệm của mình tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Northern Riverbend, Giáo sư Gajanan Bhat trình diễn cách vải không dệt đàn hồi có thể được quấn lại và sử dụng làm băng gạc y tế. (Ảnh của Andrew Davis Tucker/Đại học Georgia)
Với nguồn tài trợ từ Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA), các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm nhiều loại vải kết hợp cotton và vải không dệt, cũng như vải không dệt nguyên bản, về các đặc tính như thoáng khí, thấm hút nước và co giãn. Vải tổng hợp đã thể hiện tốt trong các thử nghiệm, mang lại khả năng thoáng khí tốt, thấm hút nước tốt hơn và phục hồi độ bền kéo tốt, nghĩa là chúng có thể chịu được việc sử dụng nhiều lần.
Nhu cầu về sản phẩm không dệt đã tăng trưởng mạnh mẽ trong những năm gần đây, và giá trị thị trường dự kiến sẽ đạt 77 tỷ đô la Mỹ vào năm 2027, theo báo cáo của Acumen Research and Consulting. Sản phẩm không dệt được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm gia dụng như tã lót, sản phẩm vệ sinh phụ nữ, và máy lọc không khí và nước. Chúng không thấm nước, mềm dẻo, thoáng khí, và khả năng lọc không khí của chúng khiến chúng trở nên lý tưởng cho mục đích y tế.
“Một số sản phẩm được sử dụng cho mục đích y sinh, chẳng hạn như miếng dán và băng, cần được kéo giãn và phục hồi sau khi kéo giãn. Tuy nhiên, vì chúng tiếp xúc với cơ thể, việc sử dụng bông thực sự có thể mang lại lợi ích”, theo Trường Cao đẳng Gia đình và Người tiêu dùng. Barth, chủ nhiệm Khoa Dệt may, Kinh doanh và Thiết kế Nội thất, đồng tác giả bài báo với một sinh viên cao học hiện tại. Sinh viên D. Partha Sikdar (tác giả đầu tiên) và Shafiqul Islam.
Mặc dù cotton không co giãn bằng vải không dệt, nhưng nó thấm hút tốt hơn và mềm mại hơn, tạo cảm giác thoải mái hơn khi mặc. Cotton cũng là một loại cây trồng chính ở Georgia và đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế của tiểu bang. Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) luôn tìm kiếm những ứng dụng mới cho cotton, và Barth đề xuất họ "kết hợp vải không dệt co giãn với cotton để tạo ra một sản phẩm có hàm lượng cotton cao và co giãn tốt."
Giáo sư Gajanan Bhat thử nghiệm vải không dệt co giãn bằng máy kiểm tra độ thấm trong phòng thí nghiệm của ông tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Riverbend North. (Ảnh của Andrew Davis Tucker/Đại học Georgia)
Barth, chuyên gia về vải không dệt, tin rằng vật liệu thu được có thể giữ lại các đặc tính mong muốn của vải không dệt trong khi dễ xử lý và phân hủy hơn.
Để kiểm tra các đặc tính của vật liệu composite, Bhat, Sikdar và Islam đã kết hợp bông với hai loại vải không dệt: spunbond và meltblown. Vải không dệt spunbond chứa sợi thô hơn và thường đàn hồi hơn, trong khi vải không dệt đùn nóng chảy chứa sợi mịn hơn và có đặc tính lọc tốt hơn.
“Ý tưởng là, 'Sự kết hợp nào sẽ mang lại kết quả tốt?'” Butt nói. “Bạn muốn nó có độ co giãn nhất định, nhưng cũng phải thoáng khí và thấm hút mồ hôi.”
Nhóm nghiên cứu đã chuẩn bị các loại vải không dệt có độ dày khác nhau và kết hợp chúng với một hoặc hai tấm vải cotton, tạo ra 13 loại vải để thử nghiệm.
Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng vật liệu composite có khả năng thấm hút nước tốt hơn so với vật liệu không dệt ban đầu, đồng thời vẫn duy trì độ thoáng khí tốt. Vật liệu composite thấm hút nước gấp 3-10 lần so với vải không phải cotton. Vật liệu composite cũng duy trì khả năng phục hồi sau khi bị kéo giãn của vải không dệt, cho phép chúng thích ứng với các chuyển động tự nhiên mà không bị biến dạng.
Theo Barth, giáo sư về sợi và dệt may tại Hiệp hội Thể thao Georgia, quy trình sản xuất vải không dệt tổng hợp có thể sử dụng bông chất lượng thấp hơn, và đôi khi thậm chí cả bông thải hoặc bông tái chế từ quá trình sản xuất các sản phẩm như áo phông và ga trải giường. Nhờ đó, sản phẩm cuối cùng thân thiện với môi trường hơn và chi phí sản xuất rẻ hơn.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Dệt may Công nghiệp. Đồng tác giả là Doug Hinchliffe và Brian Condon thuộc Trung tâm Nghiên cứu Khu vực phía Nam của USDA.
Thời gian đăng: 23-01-2024