Самоочищающаяся одежда нуждается вбактериях ититане
В первой половине 50-ых годов XX века на всемирный экран вышел фильм «Человек в белом костюме» (The Man in the White Suit). Главный герой — учёный-химик, изобретающий ткань, которая не пачкается, другими словами — самоочищается.
По прошествии полувека настоящие учёные подтверждают возможность существования таковой ткани. И это радует.
Последнее сообщение с фронта самоочищающейся одежды пришло от двух китайских учёных — Валида Даоуда (Walid A. Daoud) и Джона Синя (John Xin).
Оба врачи трудятся в Гонконгском политехническом университете (PolyU), где применяли нанотехнологии, дабы создать ткань, которая избавляет себя от бактерий и грязи при подвергании солнечному свету либо ультрафиолетовому излучению.
Учёные эти говорят, что изобрели действенный метод покрытия хлопчатобумажной ткани маленькими частицами диоксида титана (TiO2) — это значит, что обращение, в неспециализированном-то, идёт о том же фотокаталитическом ходе, что мы обрисовывали в статье про самоочищающееся оконное стекло.
Другими словами наночастицам-катализаторам для расщепления молекул на базе углерода требуется лишь солнечный свет. Однако стекло покрывали плёнкой толщиной 15 нанометров, а при с тканью данный способ не подходит.
Алек Гиннесс (Alec Guinness) в фильме «Человек в белом костюме» играется учёного, открывшего способ самоочистки тканей (иллюстрация с сайта nature.com).
Исходя из этого частицы диоксида титана 20 нанометров в поперечнике (в 2,5 тысячи раз меньше ширины людской волоса) в буквальном смысле слова впаривали в ткать.
Но для этого учёным необходимо было иметь гарантию, что атомы в наночастицах расположены «верно» — образуют кристаллическую структуру, названную «anatase», которую ранее было тяжело создать в таком маленьком зерне.
Эта структура повышает каталитическую «мощность» частиц.
Даоуд и Синь опустили кусочки хлопковой ткани в жидкий раствор диоксида титана, через полминуты вынули их оттуда, дали высохнуть, а позже в течение 15 мин. грели в духовке при температуре 97 градусов Цельсия. Напоследок процесса ткань три часа продержали в кипящей воде.
Ну, а самоочищающаяся ткань, как узнается, трудится фактически подобно ликвидирующей запах лампочке:
TiO2 с кристаллической структурой «anatase» (иллюстрация с сайта fkp.physik.tu-darmstadt.de).
Ультрафиолетовое излучение — фотокаталитическая реакция — выпуск отрицательно заряженных электронов — на их месте положительно заряженные «дырки» — плюсы на минусы — содержащиеся в воздухе молекулы воды преобразовываются в сильные окислители — радикалы гидроокиси (HO), каковые расщепляют грязь.
Несложнее говоря, пока одежда из таковой TiO2-ткани на солнце, она избавляется от вредных микроорганизмов и органических загрязнителей.
Но, дату появления самоочищающихся рубах в продаже гонконгские учёные назвать отчего-то не берутся, а пресса пишет о долгом пути, что нужно будет пройти этим тканям.
Стирка одежда должна быть, э, делом рук самой одежды (фото с сайта lylejettehall.org).
В это же время, двуокись титана – не единственный метод вынудить одежду сбрасывать с себя грязь.
По крайней мере, так вычисляет американский доктор наук Алекс Фоулер (Alex J. Fowler), возлагающий надежды на бактерии: в случае если их вселить в каждое отдельное забранное волокно ткани, они имели возможность бы жить и размножаться, просто-напросто съедая грязь.
Согласно точки зрения Фоулера, разнообразные бактерии, быть может, генетически модифицированные, имели возможность бы обеспечить чистоту в платяном шкафу, питаясь кто человеческим позже, а кто — белками, вызывающими неприятные запахи тела.
Доктор наук вместе с сотрудниками уже создал вакуумный насос, благодаря которому закачивает в полые волокна молочая много бактерии кишечной палочки (Escherichia coli).
Эти «мелкие крепкие юноши» («tough little guys») уже смогут избавить одежду от пота (иллюстрация с сайта niaid.nih.gov).
Они скоро организовали процветающую колонию и начали размножаться, за что были названы Фоулером «мелкими крепкими юношами».
Но, пока тяжело сообщить, как продолжительно бактерии смогут выживать в волокнах — возможно, пара недель, в то время, когда закончится пища. Но Фоулер сохраняет надежду, что возможно организовать поставку в волокна дополнительных питательных веществ.
Доктор наук Алекс Фоулер уверен в том, что чистку одежды возможно поручить колониям бактерий (фото с сайта umassd.edu).
Это значит, что рубаха, населённая легко генетически модифицированными E. coli, уже может ликвидировать запахи и пот, в случае если иногда её окунать в питательный раствор.
А вот весьма интересно, возможно ли сдружить бактериальный метод самоочистки с возможностями TiO2? Либо одно будет очищать от другого?
Не смотря ни на что, материалов, избавляющихся от грязи без помощи человека, делается всё больше. Нельзя исключать, что в не через чур отдалённом будущем мы заметим рекламный ролик со словами «Вы всё ещё стираете?
Тогда мы идём к вам».
