В Санкт-Петербургском государственном университете промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД) создано специальное покрытие для тканей на основе оксидов металлов. Оно не позволяет загрязнителям удерживаться на ткани: достаточно лишь небольшого количества воды или ультрафиолетового излучения, чтобы изделие само очистилось от грязи любого происхождения. В естественных условиях одежда, прошедшая обработку по технологии петербургских ученых, может самоочищаться под дождем или под действием солнечных лучей. Уничтожаются также и бактерии. Результаты исследования опубликованы в Российском химическом журнале.
Фото: Александр Погожев, Коммерсантъ
Фото: Александр Погожев, Коммерсантъ
Покрытие, изобретенное петербургскими учеными, состоит из интерференционных пигментов — наночастиц на основе оксидов титана, железа, олова, никеля, алюминия, хрома и других металлов. Наносить это покрытие на ткань достаточно просто — внедрение технологии в текстильное производство не потребует дополнительного оборудования. По словам одного из авторов разработки, доцента кафедры химических технологий СПбГУПТД, кандидата технических наук Натальи Дащенко, каждое текстильное предприятие располагает всеми необходимыми станками для такого рода процессов. Обработка текстильных материалов наноразмерными оксидами металлов может также давать цветовой эффект: ткань начинает переливаться и менять оттенок в зависимости от того, как на нее падает свет.
Для оценки эффекта самоочищения поверхности в лаборатории СПбГУПТД используются стандартные загрязнители: растворы органических красителей (метиленового голубого, метилового оранжевого и т. п.) и натуральные загрязнители (растворы чая, кофе, фруктовых соков, кетчуп и т. п.). Загрязнения наносятся на обработанную самоочищающимся покрытием ткань, а затем помещаются под ультрафиолетовую лампу для экспонирования. Эффект достигается за 20 минут облучения в случае растворов органического красителя. Для органических загрязнителей — за 50 минут воздействия УФ-лучами. Неорганические загрязнения (сажа, земля) удаляются с поверхности путем захвата стекающими по поверхности каплями воды: некоторые из оксидов металлов, использующихся в покрытии, обладают супергидрофобными свойствами.
Технология найдет применение в производстве тканей как для спецодежды, так и для бытовой сферы, уверены создатели технологии. По их подсчетам, себестоимость обработки обходится промышленникам в сумму около 80 руб. за квадратный метр. Технологий для создания «умных» тканей со свойствами самоочищения поверхности и структурной окраской сегодня в России нет, аналогичные разработки применяются за рубежом, знает Дащенко. Важной особенностью технологии является то, что покрытие может наноситься на ткани любого состава (в том числе с содержанием металлизированных нитей и смеси волокон) и использоваться в текстиле любого профиля.
«В настоящее время по реализации технологии наметились серьезные перспективы,— рассказывает Дащенко.— Компания “Чайковский текстиль” предлагает внедрить ее для нового ассортимента хлопкополиэфирных тканей ведомственного назначения. Наша группа совместно со студентами занимается адаптацией технологии для внедрения на новом ассортименте с целью минимального изменения колористических свойств, поскольку цветовая гамма утверждена соответствующими ведомствами. Новая технология позволит достичь необходимого уровня самоочищения без влияния на цветовые свойства материалов. Таким образом, инновации в технологии заключаются в том, чтобы сделать самоочищающееся покрытие практически невидимым».
Наибольший интерес «умные» ткани вызвали, однако, среди иностранных предприятий, говорит Наталья Дащенко: в частности, ученые ведут переговоры с турецкой компанией, производящей автомобили. Отечественные производители, по словам автора разработки, предпочитают выпускать стандартную для себя продукцию и не спешат с внедрением инноваций, хотя возможности для реализации технологий есть.
В разработке «интеллектуального» текстиля, в том числе тканей со структурной окраской интерференционными пигментами и самоочищающихся тканей, содержащих наночастицы диоксида титана, обладающего фотокаталитической активностью, принимает участие группа сотрудников, аспирантов и студентов СПбГУПТД под руководством заслуженного деятеля науки России, доктора технических наук, профессора Александра Киселева. Основная идея и концепция работы сгенерированы доцентом Натальей Дащенко и отражена в ее докторской диссертации на тему «Развитие научных основ и разработка нанотехнологических процессов колорирования и отделки текстильных материалов», подготовленной к публичной защите.