Caracterizarea structurală şi proprietăţile de udare ale materialelor textile şi ale suprafeţelor model

Institutul Naţional de Cercetare – Dezvoltare pentru Fizica Materialelor (INCDFM) are în dotarea sa un aparat care permite studierea proprietăţilor de udare ale materialelor solide, importante atât din punct de vedere fundamental, cât şi aplicativ. Un caz particular îl reprezintă ţesăturile care sunt suprafeţe neideale, rugoase şi ale căror proprietăţi hidrofobe sunt interesante pentru viaţa de zi cu zi.
Industria textilă reprezintă unul dintre primele domenii în care nanotehnologia poate fi aplicată la scară industrială. Principalul motiv este acela că textilele (țesături sau fibre) care conțin sau care sunt acoperite cu nanostructuri au caracteristici îmbunătățite (de exemplu rezistență la uzură, autocurăţare sau proprietăți antimicrobiene).
Un prim exemplu de aplicații este reprezentat de produse de îmbrăcăminte cu micro şi nanostructuri imobilizate pe suprafață, de exemplu cu particule de argint, de dioxid de titan sau de oxid de zinc. Aceste materiale complexe au evidenţiat, printre alte caracteristici, proprietăți antibacteriene sau de autocurățare.
În general, nanoparticulele prezintă proprietăţi fizice, chimice şi biologice neuzuale. Astfel, nanoparticulele de SiO2 au atras atenţia în ultimii ani, datorită potenţialului aplicativ în multe ramuri ale industriei, precum duritate mare, rezistenţă la uzură, rezistenţă la coroziune, dar şi rezistenţă mare la temperaturi ridicate.
Ultimele rezultate ale studiilor INCDFM
Textilele cele mai frecvent studiate din punctul de vedere al proprietăţilor de udare au fost cele realizate din fire de bumbac, astfel încât interesul nostru a fost focalizat pe investigarea materialelor textile pe bază de poliester funcţionalizate cu oxid de zinc (ZnO) sau cu dioxid de siliciu (SiO2). Depunerea de oxid de zinc s-a făcut prin metoda electroless, obţinându-se astfel suprafeţe cu multiple proprietăţi de interes practic: sunt superhidrofobe, se curăţă singure, blochează radiaţia UV şi pot distruge microbii.
Depunerea de SiO2 s-a realizat fie prin metoda sol-gel, fie prin depunere în vid la unghi mic, făcând din substratul textil un material ignifug. Acoperirea cu SiO2 a acestor materiale textile a făcut totodată ca acestea să devină superhidrofile.
Structura şi morfologia suprafeţelor, atât ale materialelor textile nedepuse (originale), cât şi a celor depuse, au fost investigate prin microscopie optică, microscopie electronică de baleiaj şi prin difracţie de raze X. Întrucât proprietăţile de udare ale unei suprafeţe se realizează în principal prin unghiul de contact al unei picături, evidenţierea modificărilor induse unui material prin diferite tratamente pot fi făcute direct prin măsurarea unghiului de contact. În cazul nostru s-a măsurat unghiul contact static (de echilibru), ce poate fi măsurat în intervalul de temperatură 0ºC - 400ºC cu un instrument de analiză DSA 100 (Krüss, Fig. 3) a formei picăturii în contact cu suprafaţa probei (Fig. 2).
Obţinută cu microscopul electronic de baleiaj Zeiss Evo 50XVP, în Fig. 1 este prezentată o imagine de microscopie electronică de baleiaj (SEM) a unei suprafeţe de PES1 cu ZnO depus.
Experienţa colectivului nostru a fost valorificată în colaborări de lungă durată cu alte colective din INCDFM, precum şi din alte institute naţionale (INFLPR, INCDTP, Facultatea de Medicină Dentară Bucureşti, Institutul de Virusologie Ștefan S. Nicolau) care au vizat determinarea caracteristicilor structurale şi a proprietăţilor de udare ale unei game largi de materiale: materiale stomatologice, alte materiale nanostructurate cu rugozitate mare, materiale obţinute prin electrospinning, etc.

Parerea ta conteaza:

