Новый композитный материал имеет потенциал для медицинского использования

Нетканый материал содержит хлопок, эластичен и дышащий.

Исследователи Университета Джорджии разработали новый материал со свойствами, идеальными для медицинских изделий такие как маски и повязки. Это также лучше для окружающей среды, чем материалы, используемые в настоящее время.

Используя нетканые материалы — ткани, полученные путем склеивания волокон без плетения или вязания — команда под руководством Гаджанан Бхат смогла создать композитные материалы, которые являются эластичными, воздухопроницаемыми и абсорбирующими, что идеально подходит для медицинских изделий. Добавление хлопка также делает полученный материал комфортным для кожи (важный фактор в медицинских целях) и облегчает компостирование, а значит, делает его более экологичным по сравнению с аналогичными продуктами, представленными в настоящее время на рынке.

Профессор Гаджанан Бхат демонстрирует, как можно обернуть эластичный нетканый материал и использовать его в качестве медицинской повязки в своей лаборатории в Riverbend Research Labs North. (Фото Эндрю Дэвиса Такера/UGA)

При финансовой поддержке Министерства сельского хозяйства США исследователи протестировали различные комбинации хлопка и нетканых материалов на предмет таких свойств, как воздухопроницаемость, водопоглощение и растяжимость, а также оригинальные нетканые материалы. Композитные ткани хорошо показали себя в тестах, имели хорошую воздухопроницаемость, были более впитывающими и хорошо восстанавливались при растяжении, что означает, что они могут выдерживать многократное использование.

Партха Сикдар — доктор философии. студент и первый автор исследования. (Прислано фото)

Согласно отчету Acumen Research and Consulting, в последние годы спрос на нетканые материалы увеличился, и ожидается, что в 2027 году рыночная стоимость достигнет 77 миллиардов долларов. Нетканые материалы широко распространены в предметах домашнего обихода, таких как подгузники, средства женской гигиены, а также фильтры для воздуха и воды. Они водонепроницаемы, эластичны и воздухопроницаемы, а их способность фильтровать воздух делает их идеальными для медицинского использования.

«Некоторые из этих продуктов для биомедицинского применения, такие как пластыри и бинты, требуют некоторого растягивания и восстановления. Но поскольку они вступают в контакт с телом, хлопок будет действительно полезен», — сказал Бхат, глава Департамента текстиля. , мерчендайзинга и интерьера в Колледже семейных и потребительских услуг, который был соавтором статьи вместе с действующим доктором философии. студенты Партха Сикдар (первый автор) и Шафикул Ислам.

Хотя хлопок не такой эластичный, как нетканые материалы, он лучше впитывает воду и мягче, что делает его более удобным в носке. Хлопок также является основной сельскохозяйственной культурой в Грузии и важной частью экономики штата. Министерство сельского хозяйства США ищет новые возможности применения хлопка, и Бхат предложил им «объединить эластичный нетканый материал с хлопком и создать что-то с высоким содержанием хлопка и эластичное».

Профессор Гаджанан Бхат пропускает эластичный нетканый материал через тестер на проницаемость в своей лаборатории в исследовательских лабораториях Riverbend North. (Фото Эндрю Дэвиса Такера/UGA)

Бхат, специализирующийся на нетканых материалах, считает, что полученный материал может сохранить желаемые свойства нетканых материалов, а также быть более удобным и пригодным для компостирования при утилизации.

Чтобы проверить эффективность композиционных материалов, Бхат, Сикдар и Ислам объединили хлопок с двумя типами нетканых материалов: спанбондом и мелтблауном. Нетканые материалы спанбонд содержат более грубое волокно и, как правило, более эластичны, тогда как нетканые материалы, полученные методом экструзии из расплава, содержат более тонкие волокна, что обеспечивает лучшую фильтрующую способность.

«Идея такова: какая комбинация дает нам хорошие результаты?» - сказал Бхат. «Вы хотите, чтобы он был растягивающимся с некоторым восстановлением после растяжения, но в то же время воздухопроницаемым и с некоторой впитывающей способностью».

Команда подготовила нетканые материалы разной толщины и объединила их с одним или двумя листами хлопчатобумажной ткани, в результате чего для тестирования было получено 13 разновидностей.

Испытания показали, что композитные ткани обладают улучшенной водопоглощаемостью по сравнению с исходными неткаными материалами, сохраняя при этом хорошую воздухопроницаемость. Водопоглощение композитов было в 3-10 раз выше по сравнению с тканью без хлопка. Композитные материалы также сохранили способность нетканых материалов восстанавливаться после растяжения, что позволяет им приспосабливаться к спонтанным движениям, не теряя своей формы.