Несмотря на их экологическое дружелюбие, волокна, сделанные из биополимеров от завода или происхождения животных, остаются очень продуктом ниши. В конце 19-го века уже были попытки усовершенствовать белки в текстиль. Например, патент для текстиля, сделанного из желатина, был подан в 1894.
После Второй мировой войны, однако, появляющиеся синтетические волокна вели биологические волокна белка быстро и полностью с рынка.За последние несколько лет был повышенный спрос на натуральные волокна, произведенные из возобновляемых ресурсов, используя безвредные для окружающей среды методы. Шерстяное волокно в особенности испытало Ренессанс в исполнительной спортивной одежде, сделанной из мериносовой шерсти.
И несколько лет назад, молодой предприниматель в Германии начал делать высококачественный текстиль из молочного казеина белка.Новое использование для ненужного продукта
Теперь Филипп Стоссель, 28-летний студент доктора философии в Functional Materials Laboratory (FML) профессора Венделина Старка, представляет новую методику для получения высококачественных волокон от желатина. Метод был разработан в сотрудничестве с Продвинутой Лабораторией Волокон на Эмпа-Стрит Gallen.
Стоссель смог прясть волокна в пряжу, от которой может быть произведен текстиль.Желатин состоит в основном из коллагена, главного компонента кожи, кости и сухожилий. Большие количества коллагена найдены в отходах скотобойни и могут быть легко превращены в желатин. По этим причинам Старк и Стоссель решили использовать этот биоматериал для их экспериментов.
Совпадение помогает предоставить решениеВ его экспериментах Стоссель заметил это, когда он добавил органический растворитель (изопропил) к горячему, водному решению для желатина, белок, ускоренный у основания судна.
Он удалил бесформенную массу, используя пипетку и смог легко нажать упругую, бесконечную нить от нее. Это было отправной точкой для его необычной исследовательской работы.Как часть его диссертации, Stossel разработал и усовершенствовал методику, которую он только что недавно представил в статье для журнала Biomacromolecules.
Усовершенствованный метод заменяет пипетку несколькими водителями шприца в параллельной договоренности. Используя ровное применение давления, сиринксы выставляют прекрасные бесконечные нити, которые управляются более чем два покрытых Тефлоном рулона. Рулоны постоянно сохраняются сырыми в ванне этанола; это препятствует тому, чтобы нити склеились, и позволяет им укрепляться быстро, прежде чем их будут катить на ленточный конвейер.
Используя вращающуюся машину он развивался, Stossel смог произвести 200 метров нитей минута. Он тогда крутил приблизительно 1 000 отдельных нитей в пряжу с ручным шпинделем и связал перчатку от пряжи как яркий пример.Привлекательный блеск
Чрезвычайно прекрасный, у отдельных волокон есть диаметр только 25 микрометров, примерно половина толщины человеческих волос. С его первой лабораторией, прядущей машины, толщина волокна составляла 100 микрометров, отзывы Стосселя.
Это было слишком толстым для производства пряжи.Принимая во внимание, что у натуральных шерстяных волокон есть крошечные весы, поверхность волокон желатина гладкая. «В результате у них есть привлекательный блеск», говорит Стоссель. Кроме того, интерьер волокон заполнен впадинами, как показано изображениями электронного микроскопа исследователей. Это могло бы также быть причиной хорошей изоляции пряжи желатина, которую Стоссель смог измерить по сравнению с перчаткой, сделанной из мериносовой шерсти.
Водостойкие волокнаГлавный недостаток желатина состоит в том что это его водная растворимость.
Stossel должен был значительно улучшить устойчивость воды к пряже желатина через различные химические стадии обработки. Сначала он рассматривал перчатку с эпоксидной смолой, чтобы соединить компоненты желатина более твердо вместе.
Затем, он рассматривал материал с формальдегидом так, чтобы это укрепилось лучше. Наконец, он пропитал пряжу ланолином, натуральный шерстяной жир, чтобы сделать его податливым.Поскольку он заканчивает свою диссертацию за ближайшие месяцы, Stossel исследует, как сделать волокна желатина еще более водостойкими.
Шерсть овец все еще превосходит пряжу желатина в этом отношении. Однако Stossel убежден, что он очень близко к его конечной цели: создание волокна биополимера от ненужного продукта.Три года назад исследователи запросили патент на своем изобретении.
Стоссель объясняет, что они достигли точки, где их способность в лаборатории в ее пределе, но коммерческое производство только будет возможно, если они могут найти партнеров и финансирование.