Нанотехнологии в текстильном производстве
Нанотехнологии широкое применение нашли в текстильном производстве.
Кевлар- легкий и мягкий материал, который в огне не горит и даже почти не тлеет, влагу прекрасно впитывает, позволяя кожным покровам «дышать», а при этом по своей прочности превосходит сталь в разы, выдерживая нагрузку на разрыв в пределах 2500 Н. Да и обработка ткани достаточно легка и не требует узкопрофильного оборудования.
Изначально материал разрабатывался для армирования автомобильных шин, для чего он используется и по сей день. Кроме того, кевлар используют как армирующее волокно в композитных материалах, которые получаются прочными и лёгкими.
Кевлар используется для изготовления медных и волоконно-оптических кабелей (нитка по всей длине кабеля, предотвращающая растяжение и разрыв кабеля), в протезно-ортопедической промышленности.
Кевларовое волокно также используется в качестве армирующего компонента в смешанных тканях, придающего изделиям из них стойкость,из таких тканей изготовляются, в частности, защитные перчатки и защитные вставки в спортивную одежду (для мотоспорта, сноубординга и т. п.). Также он используется в обувной промышленности для изготовления антипрокольных стелек.
Механические свойства материала делают его пригодным для изготовления средств индивидуальной бронезащиты — бронежилетов и бронешлемов.
Кевлар обладает сравнительно небольшим весом, при этом значительной силой внутреннего трения, которая позволяет быстро рассеивать кинетическую энергию при столкновении, превращая её в тепловую. При этом он из-за своей тонкости не способен остановить острые и тяжёлые предметы, обладающие большим импульсом, к примеру, винтовочную пулю или лезвие штыка. По этой причине в современных армейских бронежилетах его комбинируют с дополнительными защитными пластинами из стали, титана или керамики, которые недолговечны, но способны спасти жизнь солдату в бою, а также с амортизирующими элементами для уменьшения заброневых действий снарядов.
Биомеметика
В современных нанотехнологиях широко используется прием, который называется биомиметика – поиск успешного решения проблемы в самой природе. Так были получены ткани-«липучки», принцип действия которых взят у геккона, сверхпрочные нити и «самоочищающаяся» ткань, секрет которой подсказал цветок лотоса. Листья лотоса обладают свойством «самостоятельного очищения», их поверхность отталкивает большую часть грязи и воды. Капля воды катится по листу, собирая грязь. А на обычной гладкой поверхности, наоборот, капля воды, сползая, оставляет грязь на месте. Исследователи повторили этот механизм, нанеся специальное разработанное покрытие на волокна ткани. Покрытие устойчиво и не разрушается при очистке и механическом воздействии.
Созданная ткань, использующая этот принцип, даже если ее пытаться сильно испачкать, будет отталкивать большинство мокрой грязи. А оставшуюся можно будет легко смыть обычной водой. Использование различных наночастиц в составе нового покрытия, безвердного для окружающей среды, позволит ткани приобрести ряд полезных свойств: от поглощения неприятных запахов до уничтожения микроорганизмов.
Нановолокна Tencel (ТЕНЦЕЛ)
Уникальная технология нановолокон позволяет производить ткани, со свойствами, которые раньше не возможно было даже представить.
Материал TENCEL обладает уникальными потребительскими свойствами:
- выраженный охлаждающий эффект, который приобретают волокна эвкалипта после специальной обработки;
- само волокно эвкалиптового дерева (т.к. оно природное волокно) по своей структуре приближено к растительному стеблю. Ткань из этого волокна обладает уникальными свойствами впитывания и рассеивания влаги, т.к. волокно эвкалиптового дерева по структуре близко к растительному стеблю. Гигроскопичность увеличивается за счет уникальных нанотехнологий обработки нити. Ткань не только отлично впитывает влагу, но и быстро испаряет ее.
- ткань обладает также антибактериальным эффектом, не вызывает аллергии.
- ткань полностью натуральная. В составе только древесная целлюлоза.
- отлично впитывает влагу – на 50 % больше, чем хлопок.
- безупречно гладкая поверхность, но менее скользкая, чем шелк, очень приятная на ощупь.
- очень высокая прочность ткани.
Благодаря управлению и регулированию структуры нановолокон в волокне TENCEL®, получают ткани с высокими гидрофильными свойствами и с высоким коэфициентом испарения.
Из «горячих новинок» текстильного нанорынка следует отметить утеплительный материал, изготовленный на основе полимерного материала с нанопорами. Благодаря им материал ведет себя как хороший теплоизолятор. В США в марте 2004 г. начали производство из нового материала утепляющих стелек для обуви. Эти стельки заказывали: команда, выигравшая в 2004 г. марафон к Северному полюсу, одна из канадских лыжных команд и элитное спецподразделение армии США. Отзывы заказчиков о продукте были схожими: это универсальное решение для работы в экстремальных условиях.
Интеграция в текстиль микро- и наноэлектроники существенно расширяет возможности повседневной одежды, которую можно использовать в качестве средства связи и даже персонального компьютера. А изготовление текстиля со встроенными датчиками позволит призводить мониторинг состояния тела человека. Это, безусловно, откроет новые возможности в медицинской практике, спорте и жизнеобеспечении в экстремальных условиях.
Одежда во все времена играла роль посредника в общении между людьми. Летом 2004 г. компания France Telecom сделала эту медиафункцию реальностью, представив помещенные на рукаве беспроводные дисплеи, отображающие эмоции хозяина. Дизайнер компании Элизабет де Сенневиль, кроме того, разработала ряд гибких дисплеев, которые пришиваются в карманы одежды и используются как записные книжки, связанные с компьютером для передачи данных.
Но главная революционная идея - передача изображения с нашивки на одежде в виде MMS на мобильный телефон. Сейчас компания проводит маркетинговые исследования для того, чтобы оценить объемы будущего рынка нового устройства, выпуск котрого планируется в ближайшем будущем.
Одежда будет представлять собой целую компьютерную сеть, которая сможет легко взаимодействовать с локальными сетями и Интернетом с помощью беспроводных технологий. Для интеграции транзисторов в ткань использовано совмещение тонких аллюминиевых нитей, покрытых специальным материалом, с нитями хлопковой пряжи. Естественно до массового выпуска такой ткани, состоящей из миллиона транзисторов, дело пока не доходит.