Anonim

Druhá kůže blokuje biologické činitele, ale přesto dává vojákům prostor, aby dýchali

Vojenský

Michael Irving

4. srpna 2016

3 obrázky

Vědci z LLNL vyvinuli materiál s póry uhlíkových nanotrubiček, díky nimž je dýchatelný a pohodlný pro uživatele a současně nabízí ochranu před biologickými a chemickými hrozbami (Credit: Ryan Chen / LLNL)

Přilnavé oblečení je důležité pro vojáky, kteří chtějí vyhnout se tepelnému stresu a vyčerpání, ale v některých situacích je zapotřebí dodatečné ochrany proti biologickým a chemickým činitelům. Současné ochranné prostředky bojují o to, aby mohly efektivně nabízet obě najednou, ale vědci v laboratoři Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) vyvinuli materiál, který začne překrývat mezeru, pomocí uhlíkových nanotrubic aktivně blokuje kontaminující látky a současně umožňuje vodním parám uniknout.

Materiál je flexibilní polymerní membrána obsahující řadu vyrovnaných uhlíkových nanotrubic (CNT), které fungují jako extrémně malé póry. Klíč k tomu, jak zablokují biologické činitele, je jednoduchý: tyto trubice mají průměr pod 5 nanometrů, což je 5000 krát menší než lidské vlasy a rozhodně méně než polovina velikosti většiny bakterií a virů. Pot, ve formě vodní páry, může snadno uniknout z kůže nositele těmito póry, přesto jsou bakterie příliš velké, aby se dostaly dovnitř.

"Bylo prokázáno, že tyto membrány poskytují rychlosti přepravy vodních par, které překračují množství komerčních prodyšných tkanin, jako je GoreTex, přestože póry CNT jsou jen několik nanometrů široké, " říká Ngoc Bui, hlavní autor článku.

Během filtrovacích testů byly nanotubní membrány vystaveny kapalným roztokům obsahujícím virus dengue a úspěšně udržovaly chyby, i když byl materiál mokrý.

Chemické látky, na druhé straně, představují spíše výzvu. Částice jsou menší, takže vyloučení velikosti samo o sobě nebude fungovat. Místo toho tým mění povrch materiálu se skupinami atomů, které cítí chemické hrozby a reagují uzavřením pórů. Další možností je to, že povrch materiálu se odlupuje v reakci na kontakt s chemikáliemi, podobně jako reakce živé kůže.

"Materiál bude jako chytrá druhá kůže, která reaguje na životní prostředí, " říká Kuang Jen Wu, další autor studie. "Tímto způsobem bude tkanina schopna blokovat chemické látky, jako jsou síru hořčík (blistr), GD a VX nervové látky, toxiny, jako je stafylokokový enterotoxin a biologické spory, jako je antrax.

Tým nyní pracuje na urychlení přechodu materiálu mezi jeho prodyšnými a ochrannými stavy, přičemž testy na úrovni šachů začínají počátkem roku 2018. Říká se, že uniformy vyrobené z materiálu by mohly být v terénu během desetiletí.

Výzkum byl publikován v časopise Advanced Materials a tým diskutuje o projektu v níže uvedeném videu.

Zdroj: národní laboratoř Lawrence Livermore

Vědci z LLNL vyvinuli materiál s póry uhlíkových nanotrubiček, díky nimž je dýchatelný a pohodlný pro uživatele a současně nabízí ochranu před biologickými a chemickými hrozbami (Credit: Ryan Chen / LLNL)

Během filtrovacích testů byly membrány nanotubů vystaveny kapalným roztokům obsahujícím virus dengue a úspěšně udržely chyby (Credit: LLNL)

Vědci na LLNL s pružnou polymerní membránou (Kredit: Julie Rusell / LLNL)

Doporučená Redakce Choice