Indestructibilele fibre

Intra in compozitia celor 26 de straturi ale unui combinezon spatial, in alcatuirea rinichiului si a arterelor artificiale folosite in transplanturi, ca si in cea a airbag-urilor automobilelor sau a vestelor ignifuge ale pompierilor. Sunt fibrele textile high-tech, utilizate deja intr-o sumedenie de domenii, de la ingineria civila, agricultura, sport si transporturi, la aeronautica si medicina, iar aplicatiile lor devin pe zi ce trece tot mai sofisticate.

Rezistenta incredibila este una dintre caracteristicile multor fibre textile produse in ultimele decenii, in special incepand cu 1960, dupa aparitia fibrelor de carbon si a aramidelor (fibre de poliamida rezistente la foc). Kevlar este numele comercial al unei astfel de fibre aramidice, o alcatuire „musculoasa“ care, in combinatie cu structuri textile sofisticate, poate sustine greutati de sute de tone si rezista la temperaturi ce topesc metalul.

• Exoplaneta Trappist-1 b ar putea avea atmosferă, dezvăluie Telescopul Webb
• Inima celei mai vulcanice lumi din Sistemul Solar este mai solidă decât s-a crezut

Acest material textil foarte usor si aproape indestructibil este perfect pentru carene, casti militare si fuselaje de avion, piese auto si armaturi pentru anvelope. In plus, barjele plutitoare construite din materiale textile high-tech pot transporta milioane de tone de apa proaspata in caz de calamitate, compactandu-se, atunci cand sunt golite, la un sfert din dimensiunile initiale.

Un rinichi artificial este alcatuit din peste 7.000 de fibre de cupramonnium rayon (un tip special de matase artificiala), fiecare dintre ele avand diametrul unui fir de par, iar inima artificiala Jarvik-7 este si ea realizata in proportie de 50% din material textil, fiind prevazuta inclusiv cu o structura interna din poliuretan. In Statele Unite, peste 150.000 de persoane traiesc, de mai bine de cinci ani, cu implanturi de artere artificiale – impletituri din fibre de poliester. 

Alte fibre cu performante inalte sunt cele din carbon, foarte solicitate in domeniul aeronautic datorita greutatii lor scazute, coeficientului redus de dilatare termica, rezistentei si rigiditatii mecanice ridicate. Extrem de usoare si flexibile, compozitele de ultima generatie din fibra de carbon sunt folosite, de asemenea, la confectionarea de proteze pentru atletii de elita si a felurite tipuri de echipament sportiv, masini de curse, iahturi si biciclete.

Tesaturile interactive
Dar asta nu este totul. In curand, articolele vestimentare se vor implica activ in vietile noastre, raspunzand automat la stimuli primiti din mediul inconjurator sau reactionand rapid la informatiile pe care corpul nostru le transmite. Recent, compania americana Outlast Technology a brevetat o microcapsula termoreglabila de parafina tratata chimic, care poate fi introdusa in orice tip de fibra si permite reglarea temperaturii imbracamintei.

Totodata, prin intermediul a diferite tehnici de microincapsulare, pot fi realizate la ora actuala asa-numitele fibre cosmetice, dotate cu numeroase proprietati biostimulatoare: hidratante, relaxante sau chiar curative. Exista chiar si tesaturi-„medicament“, compuse din biomateriale ce pot „emite“ anumite substante antiinflamatoare, vasoprotectoare, antiseptice.

In Statele Unite, la mare cautare sunt in prezent tesaturile interactive: in asa-numitele cybertesaturi, care folosesc tehnologii din sectorul furniturilor militare, sunt introduse in momentul filarii microcipuri, nanosenzori si fibre optice, astfel incat, din sinteza lor in retea, sa poata fi extrase informatii variate, „citite“ in timp real de un scanner. Combinatii unice de fibre high-tech si structuri textile transforma materialele viitorului in adevarate „scuturi“: rezistente la taieri, la abraziuni, la gloante sau la intepaturi, ele confera protectie atat impotriva temperaturilor extreme, cat si a amenintarilor biologice sau chimice.

Precursorii
O mare varietate de fibre denumite precursori constituie ingredientele de baza in procesul de obtinere a fibrelor de carbon sau de grafit cu diferite caracteristici. Cei mai uzitati precursori sunt polimeri precum poliacrilonitrilul (PAN), fibrele celulozice (vascoza, rayonul, bumbacul), petroleumul si anumite fibre fenolice.

Fibrele de carbon sunt produse prin piroliza controlata a precursorilor organici in forma fibroasa, un procedeu ce consta, in esenta, intr-un tratament termic aplicat precursorului prin care se inlatura oxigenul, nitrogenul si hidrogenul din lanturile atomice, pentru a rezulta, in cele din urma, fibrele de carbon.

Acestea din urma sunt obtinute prin carbonizare la temperaturi medii si au un continut de carbon cuprins intre 93 si 95%, in timp ce obtinerea fibrelor de grafit implica o operatiune specifica, grafitizarea, care are loc la temperaturi inalte, carbonul elementar continut depasind procentul de 99%.

Oamenii de stiinta au avut nevoie de mai multe sute de ani pentru a realiza primul fir de matase sintetica. Au mai avut nevoie de alti 15 ani pentru a dezvolta nylonul, de inca zece pentru a invata cum sa confectioneze kevlarul si de cam tot pe-atatia pentru a descoperi „alchimia“ fibrelor de polietilena Spectra 900. Fibrele textile au devenit  indestructibile, iar aplicatiile lor se dovedesc a fi pe cat de sofisticate, pe atat de utile. Inovatiile in tehnologia textila se petrec intr-un ritm ametitor, trebuie doar sa tinem pasul cu ele.

FACTS

Top 5 supermateriale

Masca de gaz Gore-Tex
Pe fata unui manechin prin care circula electricitate, ingeniosii americani au aplicat un mulaj dintr-o sofisticata solutie de polimeri. Rezultatul: o masca din plastic extrem de fina si flexibila, permeabila la aer ca si pielea umana, dar capabila sa filtreze gazele mortale din atmosfera.

Intrerupator-pampon
Desi, ca orice intrerupator, aprinde sau stinge lumina, intrerupatorul-pampon inventat de International Fashion Machines, o firma din Seattle, este realizat din fibre care detecteaza presiunea mainii.

Crisalida pentru Mars Pathfinder
Pentru a amortiza caderea sondei Mars Pathfinder pe Planeta Rosie (1997), cercetatorii de la NASA au realizat un cocon format din 24 de airbaguri din vectran, o „ruda“ apropiata a kevlarului. Aceasta fibra a fost aleasa datorita rezistentei sale la abraziune, la razele ultraviolete si la puternicele diferente de temperatura.

Atela brodata in vivo
O firma din Nothingham a „tricotat“ niste esarfe fine, destinate implantarii lor in corp. Acestea permit, de exemplu, sustinerea claviculei afectate a unui pacient. Vor lasa oare medicii bisturiul pentru a se apuca de crosetat?

Un zgarie-nori haute-couture
Proiectat de arhitectul californian Pierre Testa, turnul va avea 40 de etaje
si va fi „tesut“ integral din fibre de carbon. Pentru ca rezistenta acestor fibre este superioara celei a otelului si nu va fi nevoie de ranforsari interne ale structurii, intregul volum al cladirii va putea fi exploatat de catre decoratori.