Avtor slike: doc. dr. Jelena Vasiljević
Datum objave: 24.03.2021
Kategorija: Interdisciplinarne raziskave, Naš prispevek k ciljem trajnostnega razvoja OZN
Cilji trajnostnega razvoja: 3 Zdravje in dobro počutje, 9 Industrija, inovacije in infrastruktura (kazalniki)
V času najsodobnejših, nenehno razvijajočih se naprednih tehnologij, lahko svoje znanje prepletamo z domišljijo ali pa posnemamo edinstvene pojave iz narave ter na ta način kreiramo popolnoma nove, za nas navdušujoče zaščitne tekstilne materiale.
Tako nas je naravna samočistilna površina lotosovega lista navdihnila k razvoju bombažne tkanine, katere površina deluje odbojno za različne vodne in oljne umazanije. Učinek takšne samočistilne površine je poimenovan kot “lotosov učinek” in pomeni, da voda na površini tvori kapljo krogelne oblike, ki se pri izjemno nizkih kotih zdrsa skotali po površini in z nje pobira delce umazanije. “Lotosov učinek” je posledica posebne hierarhične dvojne mikro- do nano-strukturirane hrapave površine, ki ima zelo nizko energijo. Takšna hrapava nizko energijska površina ima nizko adhezijo do molekul različnih snovi in preprečuje interakcije površine bombažne tkanine ne samo s tekočinami, ampak tudi s patogenimi organizmi, kot so bakterije in glive in potencialno virusi. Zaradi tega ima naša čudežna bombažna tkanina dodatno funkcionalno zaščitno lastnost, ki jo imenujemo pasivna protimikrobna (antipatogena) aktivnost. Danes so površine, ki imajo nizko adhezijsko sposobnost za adsorpcijo patogenih bakterij, gliv in virusov izredno pomemben del strategije v izdelavi učinkovitega orodja za človeka pri preventivni zaščiti in nadzoru širjenja smrtonosnih bolezni. Dodatna funkcionalnost čudežnega bombaža je tudi zaščita proti zmrzovanju, ki prepreči nabiranje ledu na površni.
Naši raziskovalni skupini, ki vključuje raziskovalce programske skupine Tekstilije in ekologija Naravoslovnotehniške fakultete Univerze v Ljubljani pod vodstvom prof. dr. Barbare Simončič in raziskovalne skupine za razvoj premazov Odseka za kemijo materialov Kemijskega inštituta pod vodstvom doc. dr. Ivana Jermana je uspelo oblikovati samočistilno zaščitno bombažno tkanino z uporabo posebne ekološko prijazne tehnologije, takoimenovane tehnologije sol-gel materialov na osnovi silicija. Le-ta nam je omogočila oblikovanje nizko energijske hierarhične hrapavosti površine bombažnih vlaken z uporabo nanodelcev silicijevega dioksida ter njihovim oplaščenjem z zaščitnim vodo- in olje-odbojnim polimernim filmom debeline nano dimenzij. Osnovna molekula, ki oblikovanemu zaščitnemu filmu podari funkcionalno lastnost je organsko-anorganski hibridni prekurzor, ki s svojo specialno strukturo omogoča oblikovanje elastičnega trdnega filma na vlaknih, ki ima stranske funkcionalne skupine usmerjene stran od površine vlaken. Slednje lahko tekstilu podelijo vodo- in olje-odbojnost kot tudi vrsto drugih funkcionalnih zaščitnih lastnosti, kot je aktivna antipatogena aktivnost, ki je uničujoča za patogene mikroorganizme kot tudi ognjevarnost in povečana termična stabilnost, ki omogočata zaščito pred ognjem in toploto.
Izziv doseči večfunkcionalne lastnosti nas je tudi motiviral oblikovati večfunkcionalni superhidrofobni, visoko oleofobni, protimikrobni in ognjevarni zaščitni polimerni film na bombažni tkanini. V njegovo strukturo smo hkrati vključili perfluorirane verige za doseganje vodo- in oljeodbojnosti, skupine z vključenim fosforjem in dušikom za doseganje ognjevarnih lastnosti ter kvarterne amonijeve skupine za doseganje protimikrobnosti. Pri tem je bilo izjemnega pomena, da so vse prisotne funkcionalne organske skupine delovale vzajemno in se niso med seboj ovirale.
Avtor slike: doc. dr. Jelena Vasiljević