Самоочищающаяся одежда нуждается в бактериях и титане
В 1951 году на мировой экран вышел фильм "Человек в белом костюме" (The Man in the White Suit). Главный герой — учёный-химик, изобретающий ткань, которая не пачкается, то есть — самоочищается. По прошествии полувека реальные учёные подтверждают возможность существования такой 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 доктора работают в Гонконгском политехническом университете (PolyU), где использовали нанотехнологии, чтобы создать ткань, которая избавляет себя от грязи и бактерий при подвергании солнечному свету или ультрафиолетовому излучению.
Учёные эти говорят, что изобрели эффективный способ покрытия хлопчатобумажной ткани крошечными частицами диоксида титана (TiO2) . То есть наночастицам-катализаторам для расщепления молекул на основе углерода требуется только солнечный свет. Другое дело, что стекло покрывали плёнкой толщиной 15 нанометров, а в случае с тканью этот метод не подходит.
Поэтому частицы диоксида титана 20 нанометров в поперечнике (в 2,5 тысячи раз меньше ширины человеческого волоса) в буквальном смысле слова впаривали в ткать.
Но для этого учёным нужно было иметь гарантию, что атомы в наночастицах расположены "правильно" — образуют кристаллическую структуру, названную "anatase", которую ранее было трудно создать в таком крошечном 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 потом в течение 15 минут грели в духовке при температуре 97 градусов Цельсия. В заключение процесса ткань три часа продержали в кипящей воде.
Ну, а самоочищающаяся ткань, как выясняется, работает практически аналогично устраняющей запах лампочке:
Ультрафиолетовое излучение — фотокаталитическая реакция — выпуск отрицательно заряженных электронов — на их месте положительно заряженные "дырки" — плюсы на минусы — содержащиеся в воздухе молекулы воды превращаются в сильные окислители — радикалы гидроокиси (HO), которые расщепляют грязь.
Проще говоря, пока одежда из такой TiO2-ткани на солнце, она избавляется от органических загрязнителей и вредных микроорганизмов.
Впрочем, дату появления самоочищающихся рубашек в продаже гонконгские учёные назвать отчего-то не берутся, а пресса пишет о длинном пути, который придётся пройти этим тканям.
Между тем, двуокись титана – не единственный способ заставить одежду сбрасывать с себя грязь.
Во всяком случае, так считает американский профессор Алекс Фоулер (Alex J. Fowler), возлагающий надежды на бактерии: если их вселить в каждое отдельное взятое волокно ткани, они могли бы жить и размножаться, просто-напросто съедая грязь.
По мнению Фоулера, разнообразные бактерии, возможно, генетически модифицированные, могли бы обеспечить чистоту в платяном шкафу, питаясь кто человеческим потом, а кто — белками, вызывающими неприятные запахи тела.
Профессор вместе с коллегами уже разработал вакуумный насос, с помощью которого закачивает в полые волокна молочая сотни бактерии кишечной палочки (Escherichia coli).
Эти "маленькие крепкие парни" ("tough little guys") уже могут избавить одежду от пота.
Они быстро сформировали процветающую колонию и начали размножаться, за что были названы Фоулером "маленькими крепкими парнями".
Впрочем, пока трудно сказать, как долго бактерии могут выживать в волокнах — вероятно, несколько недель, когда закончится пища. Но Фоулер надеется, что можно организовать поставку в волокна дополнительных питательных веществ.
Профессор Алекс Фоулер считает, что чистку одежды можно поручить колониям бактерий.
Это значит, что рубашка, населённая слегка генетически модифицированными E. coli, уже может устранять пот и запахи, если время от времени её окунать в питательный раствор.
А вот интересно, можно ли сдружить бактериальный способ самоочистки с возможностями TiO2? Или одно будет очищать от другого?
Как бы там ни было, материалов, избавляющихся от грязи без помощи человека, становится всё больше. Не исключено, что в не слишком отдалённом будущем мы увидим рекламный ролик со словами "Вы всё ещё стираете? Тогда мы идём к вам".