Хлопковые отходы превратят в экологически чистый аэрогель

Хлопковый аэрогель может использоваться для создания капсул, останавливающих кровотечение. Кроме того, у него есть ряд других потенциальных применений.
Фото National University of Singapore.

Специалисты Национального университета Сингапура нашли применение фабричному мусору, содержащему хлопок. Они разработали метод для преобразования отходов в хорошо сжимаемый и сверхлёгкий аэрогель.

Первый в мире аэрогель, созданный из хлопкового волокна, может быть использован в самых разных областях, сообщается на сайте вуза. Например, сверхлёгкий материал может быть использован для теплоизоляции и остановки кровотечения при глубоких ранениях.

Аэрогели – одни из самых лёгких материалов в мире, они обладают высокой пористостью и наделены отличной абсорбционной (поглощающей) способностью, а также низкой теплопроводностью. Такие уникальные свойства делают материал применимым в различных областях: например, для устранения разливов нефти или создания продуктов личной гигиены, тех же подгузников, а также разработки тепло- и звукоизоляционных систем.

Аэрогели впервые были созданы в 1930-х годах, но этот материал не получил широкого распространения в промышленности из-за своей высокой себестоимости. Однако химики и физики всего мира до сих пор ищут способы удешевления производства различных типов аэрогелей.

Свой вклад решила внести исследовательская группа под руководством Хай Минь Дуонга (Hai Minh Duong). Учёные собрали хлопковое волокно из текстильных отходов, а затем использовала его для производства аэрогеля. Для этого был разработан "быстрый, дешёвый и экологически чистый" процесс. Он несколько схож с процессом, который они ранее применяли для производства аэрогеля из бумажных отходов.

Оказалось, что новые хлопковые аэрогели могут легко сжиматься, а также быстро восстанавливать форму (до 97 процентов от своего первоначального размера), если их поместить в воду.

Как и другие аэрогели, сингапурская разработка не только очень лёгкая, но и довольно пористая и абсорбирующая. В отличие от других аэрогелей, этот можно производить с меньшими затратами и намного быстрее – примерно в 20 раз быстрее традиционных производственных процессов. По словам разработчиков, изготовить такой хлопковый аэрогель можно всего за восемь часов – в 9 раз быстрее прежнего "бумажного".

 

Исследователи использовали аэрогель для создания абсорбирующих капсул, способных остановить кровотечение. Известно, что кровотечение (или чрезмерно быстрая потеря крови), вызванное, например, огнестрельными ранениями или другими проникающими ранами, часто может оказаться опасным для жизни.

Существующие устройства контроля кровотечения включают в себя шприц, заполненный небольшими целлюлозными губками, покрытыми хитозаном – природным веществом, способствующим свёртыванию крови. При нажатии на поршень целлюлозные губки заполняют огнестрельное ранение и блокируют кровотечение на несколько часов, что в полевых условиях может спасти не одну жизнь. Однако скорость расширения таких капсул и скорость поглощения ими крови небольшие.

Сингапурские исследователи считают, что их гибридные хлопковые аэрогельные гранулы будут более эффективны в этом вопросе.

"Каждая хлопковая аэрогельная гранула может увеличиваться в 16 от своего первоначального размера за 4,5 секунды – больше и более чем в три раза быстрее, чем существующие губки на основе целлюлозы. При этом гранулы сохраняют свою структуру", — говорит Дуонг.

Он добавляет, что уникальная морфология хлопкового аэрогеля определяет его абсорбционные способности. В то же время компрессия заставляет материал быстрее расширяться, оказывая на рану дополнительное давление.

Результаты исследования представлены в научном издании Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects.

Добавим, что ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о графеновом аэрогеле с невероятными свойствами.

Сегодня