Ta pati medžiaga ir žmogaus organams gaminti, ir gatvėms tiesti

Paklauskite gatvėje pirmo sutikto žmogaus: kas yra tekstilė? Jis jums atsakys, kad tai jo drabužiai, o gerai pagalvojęs pridurs, kad ir namų užuolaidos. Iš tiesų tekstilės visur yra kur kas daugiau, teigiama Fizinių ir technologijos mokslų centro tekstilės instituto mokslininkių dr. Laimutės Stygienės, dr. Audronės Sankauskaitės ir KTU Medžiagų inžinerijos katedros mokslininkų dr. Erikos Adomavičiūtės ir prof. dr. Sigito Stanio – parengtame straipsnyje.

Ir danguje, ir kosmose

Tekstilė aviacijoje ir kosmose naudojama kosminėms antenoms, lėktuvų ir erdvėlaivių korpusų detalėms, lėktuvų ir raketų radioelektroninę aparatūrą apsaugantiems vibroizoliaciniams elementams, lėktuvų kuro filtrams, specialių savybių kosmonautų aprangai. Vykdant tyrimus Visatos kosminių objektų skleidžiamoms radijo bangoms užfiksuoti ar ryšiui su kosmonautais palaikyti naudojami radijo teleskopai, kurių daugiamodulinių antenų „veidrodinis” paviršius formuojamas iš metalinių (plieno, chromo, volframo, molibdeno, nikelio, vario) tinklo sandaros mezginių. Tinklinės struktūros metalinė megztinė medžiaga, padengta aukso sluoksniu, dar 1969 m. buvo panaudota parabolinės kosminės antenos „veidrodiniam“ paviršiui suformuoti amerikiečių kosminio laivo „Apollo 11“ skrydžio į Mėnulį metu. Antena buvo naudojama ryšiui su astronautais palaikyti.

Nedaugelis žino, kad Sovietų Sąjungos daugkartinio naudojimo erdvėlaivio „Buran“ korpusas buvo padengtas plokštėmis, pagamintomis tuomečiame Lietuvos tekstilės pramonės mokslinio tyrimo institute (vėliau – Lietuvos tekstilės institutas, dabar – Fizinių ir technologijos mokslų centro tekstilės institutas (FTMC TI). Čia buvo kuriami ekstremaliomis sąlygomis dėvimi kosmonautų drabužiai, specialios medžiagos kosmonautų skafandrams, audiniai neperšaunamoms liemenėms, armuojančios medžiagos kompozitų gamybai.

Medžiagos, gelbėjančios gyvybes

Kareivio uniforma, ugniagesių drabužiai, chirurgo apranga, kosmonauto kostiumas, neperšaunamos liemenės – funkcinės tekstilės gaminiai. FTMC TI kuriamos šarvinės liemenės, apsaugančios nuo kulkų, skeveldrų, peilio ar smaigo dūrio išbandytos JAV ir Vokietijos akredituotuose balistinių bandymų centruose. Jos atitinka visame pasaulyje pripažinto NIJ standarto reikalavimus.

Tokias šarvines liemenes dėvi Lietuvos kariai, policininkai, įvairių saugos tarnybų darbuotojai. Šių liemenių konstrukcija nuolat tobulinama, siekiant suprojektuoti jas kuo patogesnes, lengvesnes. Jų balistinis atsparumas tikrinamas instituto balistinių bandymų laboratorijoje.

Moksliškai įrodyta, jog tam tikrų dažnių elektromagnetinės bangos (EM) neigiamai veikia gyvuosius žmogaus audinius ir elektronines sistemas. Todėl viena iš FTMC TI mokslininkų darbų krypčių – kurti medžiagas, apsaugančias nuo EM bei išsklaidančias elektros krūvį. Projektuojamos ir tiriamos medžiagos su elektrai laidžiais priedais (metalizuotais siūlais, dangomis), suteikiančiais tekstilės medžiagoms elektrinį laidumą.

Kas bendro tarp medicinos ir tekstilės?

 Viena iš sparčiausiai besivystančių funkcinės tekstilės sričių yra medicininė tekstilė. Kas sieja dvi iš pažiūros nieko bendro neturinčias medicinos ir tekstilės sritis? Medicininė tekstilė skirstoma į tris pagrindines sritis: sveikatos apsaugos ir higienos gaminius (gydytojų apranga, apsauginės kaukės, kepuraitės, ligoninių patalynė, medicininiai įtvarai ir kt.), gyvybiškai svarbias funkcijas atliekančią tekstilę (tekstilės gaminiai naudojami, formuojant dirbtinius plaučius ir kepenis) bei chirurginę tekstilę (neimplantuojamus (tvarsčiai) ir implantuojamus tekstilės gaminius – chirurginius siūlus, dirbtines kraujagysles, dirbtines sausgysles, raisčius, išvaržų tinklelius, dirbtinius širdies vožtuvus ir dirbtinę odą).

Medicininėje tekstilėje naudojami visų tipų gaminiai: vienagijai, daugiagijai siūlai, austos, megztos, pintos, neaustinių medžiagų struktūros. Pavyzdžiui, dirbtinės kraujagyslės gali būti austos arba megztos, chirurginiai siūlai, dirbtiniai raiščiai, sausgyslės – pintos, ortopediniai įtvarai ar išvaržų tinkleliai – megztos struktūros.

Platų tekstilės gaminių panaudojimą medicinoje lemia labai didelės tekstilės medžiagų projektavimo galimybės ir suformuotų gaminių savybės: lankstumas, biosuderinamumas su žmogaus audiniais (galimybė pasirinkti reikiamų savybių pluošto polimerą, kontroliuoti gaminio akytumą) ir mechaninių savybių parinkimo optimizavimas.

Šiandien KTU Mechanikos inžinerijos ir dizaino fakulteto (KTU MIDF) mokslininkai kuria tekstilės medžiagas iš nano-mikrogijų, kurios dėl savo struktūros panašumo į žmogaus audinių struktūrą ir dėl tokių unikalių savybių kaip porėtumas, itin mažas gijų skersmuo (20-500 nm) itin plačiai taikomos medicinoje.

KTU MIDF mokslininkai, bendradarbiaudami su Lietuvos sveikatos mokslo universitetu, vykdo bendrus mokslinius darbus, kurių metu formuojamos tekstilės medžiagos su įterptomis medicininės paskirties medžiagomis. Tokio tipo medžiagos gali būti naudojamos kaip išmanieji tvarsčiai. Neaustinės medžiagos iš nano-mikrogijų naudojamos ir audinių inžinerijoje kaip karkasas ląstelėms auginti. Tyrimų metu įrodyta, kad parinkus tinkamą polimerinį tirpalą, optimizavus gamybos parametrus, galima suformuoti tekstilės medžiagą iš nano-mikrogijų. Ant jos nusodintos ląstelės dauginasi ir migruoja. T.y. ląstelėms sukuriama dirbtinė aplinka, artima natūraliam tarpląsteliniam matriksui.

Kelių tiesimas ir statybos – nė žingsnio be tekstilės

Tekstilė naudojama tiesiant kelius, žemės ūkyje, statybose. Geotekstilės medžiagos naudojamos kelių gruntkeliams, asfalto armavimui, hidrotechninių įrenginių statyboje, drenažo sistemoms žemės nusausinimui, sporto arenų bei aikščių, krantinių, pylimų, tunelių, užtvankų bei baseinų statybai, taip pat baseinų valymui, panaudojant bakterijas/virusus naikinančius tinklus. Tiesiant kelius, jų konstrukcijos stabilumą gerina geosintetinės tekstilės medžiagos: geotinklai, geokompozitai, geogrotelės, geomembranos, geokameros. Jos atlieka armavimo, filtravimo, skiriamojo sluoksnio, barjero skysčiams (hidroizoliacijos), drenavimo funkcijas.

Agrotekstilė – tai apsauginiai tinklai nuo vėjo, saulės, smėlio, paukščių, krušos, šlaitų nuošliaužų bei įvairios augalams apšildyti, apželdinti ar derliui nuimti skirtos medžiagos.

Transporto tekstilė naudojama ne vien sėdynių, salono apmušalams ar įvairioms kišenėlėms. Šiuolaikiniuose automobiliuose tekstilė sudaro daugiau nei 3 % jo masės. Kai kuriose transporto priemonėse mezginiai iš metalo vielos naudojami variklių detalėms. Anglies, stiklo ar kanapių pluošto medžiagos naudojamos kėbulo ir apdailos detalių kompozitų gamyboje, salono izoliavimui nuo ugnies. Sportinių automobilių, pavyzdžiui, „Formulė-1“ bolido korpusas gaminamas tik iš anglies pluošto kompozito.

Ultralengvų superefektyvių elektrotomobilių kėbulų bioplastikui gaminti naudojamos medžiagos iš jūros dumblių. Mezginiai iš nerūdijančio plieno siūlų pritaikomi automobilių, naudojamų atšiauriose klimatinėse sąlygose, salonams – sėdynių apvalkalams, kilimėliams – apšildyti.

Žvilgsnis į ateitį

Viena iš tekstilės vystymosi krypčių – platesnio asortimento sumaniosios tekstilės medžiagų rinkoje atsiradimas ir gaminių iš jos kūrimas. Sumaniosios tekstilės gaminiai reaguoja, matuoja įvairius žmogaus kūno ar išorinės aplinkos pokyčius ir gali prie jų prisitaikyti. Ateityje sumanioji tekstilė vis plačiau bus taikoma sveikatos priežiūros, sporto ir sveikatingumo, mados ir pramogų, karinėje ir saugumo srityse.

Sumaniosios tekstilės plėtra taip pat yra susidomėję įvairių sričių mokslininkai, tyrėjai ir gamintojai, suinteresuoti naujų tekstilės medžiagų pritaikymu elektronikai, jutikliams, nanotechnologijoms, energiją aprūpinančioms sistemoms ir kitiems inovatyviems produktams. Norint tinkamai įvertinti tekstilės medžiagų elektromagnetinės apsaugos efektyvumą, reikalingos įvairių mokslo sričių specialistų – tekstilininkų, chemikų, fizikų – žinios. Kuriant medicininės paskirties tekstilės gaminius, tekstilės inžinieriui reikia bendradarbiauti su biomedicinos srities mokslininkais, chemikais. Tarpsritiškumas ir yra vienas iš didžiausių tekstilės inžinerijos privalumų.

Į Fizinių ir technologijos mokslų centro Tekstilės instituto pristatymą „Techninė tekstilė – nuo kosmoso iki žemės“ kviečiame rugsėjo 11 d. nuo 11 iki 15 val. KTU Mechanikos inžinerijos ir dizaino fakulteto fojė (Studentų g. 56, Kaunas).

Šaltinis: www.delfi.lt