Ako v prírode – samočistiace textílie

Neobyčajná schopnosť lotosu udržiavať si čistotu prostredníctvom veľmi jemných štruktúr na listoch učinila z posvätnej rastliny budhizmu obdivovanú kvetinu i v našich zemepisných šírkách. Rovnako  tak môžeme  tieto samočistiace účinky pozorovať i na rastlinách, ktoré sú v našich krajoch doma, ako je napríklad žerucha, trstina alebo skorocel obyčajný. U všetkých týchto rastlín dochádza k tomu, že sa drobné kvapky vody kotúľajú po listoch dole a berú so sebou malé čiastočky nečistôt. Vedci sa z tohoto príkladu prírody poučili a uvedomili si, že najefektívnejšie odpudzujú vodu nie tie najhladšie povrchy, ale tie, ktoré sa vyznačujú komplikovanou textúrou niekoľkých desiatok nanometrov.

Zhruba pred desiatimi rokmi sa na trhu objavili nečistotu odpudzujúce nátery, ktoré ako prvé tento efekt technicky využívali. Textíliám Mincor TX TT otvára spoločnosť BASF novú kapitolu: tento inovatívny materiál pre povrchové úpravy prepožičiava  technickým textíliám používaným k výrobe roliet, slnečníkov, plachiet a stanov ten istý samočistiaci efekt, aký možno pozorovať u lotosu. Rovnakú funkciu, ktorú na povrchu listov tejto rastliny zaisťujú malé papily, plnia na takto ošetrených textíliách nespočitateľný počet častíc o priemere menšom ako 100 nanometrov, ktoré sú zapustené do nosnej matice. Vedcom sa tak podarilo dosiahnuť rovnakého účinku ako prírode: totiž odpudzovať ako vodu, tak špinu.

Vďaka tejto výstavbe dochádza u lotosového listu k tomu, že sa do kontaktu s listom samotným dostávajú len dve až tri percentá povrchu kvapky. A pretože sa tento kontakt odohráva na samotnej špičke papily, príťažlivá sila, ktorá by za iných okolností spôsobila rozliatie kvapky po liste, zostáva tiež minimálna. Namiesto nej sa tak uplatňuje pnutie na povrchu vody, kvapka vytvorí guličku a jednoducho sa z listu skotúľa. Tieto kvapky vody so sebou zoberú aj častice nečistôt, ktoré kvôli papilám nemajú skoro žiadny kontakt s povrchom listu alebo látkou ošetrenou materiálom Mincor TX TT a ich povrch tak zostáva čistý, bez toho, aby boli potrebné čistiace prostriedky alebo nejakého mechanického odstraňovania nečistôt.

V princípe to znie jednoducho, avšak praktická implementácia na textílie s pomocou materiálu Mincor TX TT sa ukázala byť pre odborníkov na nanotechnológiu pôsobiacich v spoločnosti BASF ako skutočný oriešok. Hlavným cieľom bolo optimalizovať spracovanie a trvanlivosť povrchového materiálu.

„Riešením je kompozitný materiál pozostávajúci z častíc zapustených do nosnej matice,“ vysvetľuje dr. Ralf Nörenberg, ktorý je šéfom Odborného strediska spoločnosti BASF pre technické textílie. Výsledný materiál sa vyznačuje požadovaným nanoštrukturovaným povrchom, napriek tomu sám žiadne nanočastice neuvoľňuje, ako sa ukázalo v rozsiahlych testoch.

Textílie pre rolety potiahnuté látkou Mincor TX TT v roku 2006 úspešne zvládli prechod z laboratórneho testovania do praktickej výroby; textílie pre slnečníky a plachty používajúce Mincor TX TT sa v súčasnej dobe testujú. „Tento typ apretácie sa ukazuje ako ideálne riešenie pre  tie druhy textílií, ktoré sú sústavne vystavené vonkajším vplyvom a nie je možné ich prať  v pračke,“ hovorí dr. Nörenberg. „Pri ďalšom  spŕchnutí sa jednoducho  umyjú a pokiaľ náhodou bude dlhé období sucha, stačí ich ostriekať záhradnou hadicou.“

„Produkt Mincor TX TT je vôbec prvým výrobkom spoločnosti BASF, ktorý umožňuje textíliám samočistiaci účinok vychádz ajúci z nanoštrukturovaných povrchov, ktoré sú postavené na rovnakom princípe, ako ich model v prírode,“ hovorí dr. Thomas Stegmaier z Denkendorfského inštitútu pre textilný a spracujúci priemysel. Dnes sa „nanoefektu“ alebo „lotosového efektu“ dožaduje veľa  produktov v nádeji, že sa im podarí zvýšiť svoj trhový potenciál. Tieto marketingové proklamácie často nemajú reálny základ: dr. Stegmaier odhaduje, že zhruba tretina týchto produktov spĺňa všeobecne prijímané definície nanotechnológie, ako ich používa napríklad nemecké Ministerst vo školstva a výskumu (BMBF). „Aby sme vôbec mohli spotrebiteľom poskytnúť nejakú orientáciu v oblasti textílií, prišli sme s pečaťou kvality „samočistiace látky inšpirované prírodou“ – a prvými produktmi, ktoré splnili naše prísne štandardy pre samočistiace textílie sú polyesterové vlákna apretované materiálom Mincor TX TT.“

Vyhliadky do budúcnosti

Mincor TX TT bol už použitý vo výrobe polyesterových vláknin určených pre výrobu roliet. Samočistiace slnečníky, vlajky a plachty z apretovaných syntetických vlákien budú na trh uvedené v dohľadnej dobe. Tým práca výskumných pracovníkov spoločnosti BASF zďaleka nekončí – táto technológia by totiž mala byť v blízkej budúcnosti použitá i v ďalších oblastiach, pri výrobe samočistiacich látok pre odevy. Tu výskumníci stáli pred jednou z najťažších prekážok, totiž museli vyriešiť problém s praním v automatickej pračke. Pri praní sú totiž textílie vystavované extrémnej mechanickej záťaži, pri ktorej samozrejme nanoskopický povrch apretácie Mincor výrazne trpí.

Optimalizáciou pojiva sa vývojovým expertom spoločnosti BASF podarilo dodať Mincoru podstatne vyššiu stabilitu, bez toho aby bolo nutné robiť  kompromisy v oblasti samočistiacich účinkov. „V základe je možné takto apretovať všetky textílie, primárne sme sa zamerali na bavlnu a pokúsili sa vyvinúť stabilnú apretáciu Mincorom práve pre tento druh látky,“ hovorí dr. Michael Schmitt, vedúci globálneho vývojového centra textilných doplnkov. Z použitia apretácie Mincor budú profitovať najmä vysoko kvalitné textílie a pracovné odevy, ktoré sú vystavované značnej námahe, a ktoré sa veľmi ťažko čistia. Účinky Mincoru – vďaka nemu z látky bez stopy mizne vinný ocot, červené víno, kečup a dokonca i med –šetrí tiež pračku, lebo sa odevy budú musieť prať menej často. Celý tento efekt bol dosiahnutý použitím veľmi tenkej vrstvy kompozitného materiálu, ktorý však nijako neovplyvňuje fyzické vlastnosti vlákniny. Zatiaľ čo bavlnené textílie s Mincorom sa na trhu objavia každú chvíľu, spoločnosť BASF už pracuje na ďalších aplikáciách ako je napríklad podobný poťah na tapety, závesy alebo kuchynské materiály.

Zdroj: BASF